36
Kleine Bauphysik-Kunde Grundwissen

Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

  • Upload
    vokien

  • View
    222

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

Kleine Bauphysik-KundeGrundwissen

Page 2: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

ProduktübersichtPOROTON-T 8*/-T9

■ Wärmeleitfähigkeit = 0,08*/0,09 W/m·K

■ Wandstärken in cm: 30,0 · 36,5 · 42,5* · 49,0

■ Rohdichteklasse 0,6*/0,65

■ Druckfestigkeit ≥ 6

POROTON-S 11

■ Wärmeleitfähigkeit = 0,11 W/m·K■ Wandstärken in cm: 30,0 · 36,5■ Rohdichteklasse 0,9■ Druckfestigkeitsklasse 6

POROTON-Planziegel-T 10*POROTON-Planziegel-T 1�

■ Wärmeleitfähigkeit = 0,10*/0,12 W/m·K

■ Wandstärken in cm: 24,0 · 30,0* · 36,5* · 42,5 · 49,0

■ Rohdichteklasse 0,65■ Druckfestigkeits-

klasse 6*/8*/10

POROTON-Planziegel-T 14

■ Wärmeleitfähigkeit = 0,14 W/m·K■ Wandstärken in cm: 24,0 · 30,0 ·

36,5 · 42,5 · 49,0■ Rohdichteklasse 0,7■ Druckfestigkeits-

klasse 6/8

POROTON-Planziegel-T 16 */-T

■ Wärmeleitfähigkeit = 0,16 / 0,18 W/m·K■ Wandstärken in cm: 17,5 · 24,0 · 30,0 · 36,5■ Rohdichteklasse 0,8 ■ Druckfestigkeits-

klasse 6/8/12

POROTON-Plan- Anschlagziegel, �-teilig

■ Wandstärke in cm: 36,5■ Für Fenster und Türlaibungen

bei 1-schaligen Wand- konstruktionen

POROTON-Plan- Winkelziegel

■ Wandstärken in cm: 30,0 · 36,5

■ Für 135°-Ecken bzw. 45°-Eckausbildungen

POROTON-Planfüllziegel-T

■ Wandstärken in cm: 17,5 · 24,0 · 30,0■ Für Wohnungstrennwände

oder Treppenhauswände

POROTON-Keller- Planziegel-T 16*/ -T

■ Wärmeleitfähigkeit = 0,16*/0,18*/0,42 W/m·K

■ Wandstärken in cm: 11,5 · 17,5 · 24,0 · 30,0* · 36,5*

■ Rohdichteklasse 0,8*/ 0,9■ Druckfestigkeits-

klasse 8/12

POROTON-Kleinformate und Hochlochziegel

■ Formate: NF· DF · 2 DF · 3 DF · 5 DF · 6 DF · 8 DF · 9 DF · 12 DF

■ Rohdichteklasse 0,9 – 2,0■ Druckfestigkeits-

klasse 12 – 20

POROTON-U-Schalen

■ Wandstärken in cm: 17,5 ·24,0 · 30,0 · 36,5 · 42,5 · 49,0

■ Dämmung bauseits■ Auch in frostsicherer

Ausführung für Gewerbe- und Agrarziegel

POROTON-WL-Schalen

■ Wandstärken in cm: 30,0 · 36,5■ Für Deckenhöhe 18,0 cm■ Dämmung integriert

POROTON-WU-Schalen

■ Wandstärken in cm: 30,0 · 36,5*■ Dämmung integriert■ Auch mit Fensteranschlag*

Ziegel-Rollladenkästen ■ Wandstärken in cm: 30,0 · 36,5 · 42,5■ Höhe h = 30,0 cm■ Längen in cm: 88,5 – 500,0

Auch als Sonderanfertigung mit 1–3 Eckenoder als Rund-/Segmentbogen

Ziegel- und Normstürze ■ Breiten in cm: 9,0 –20,0 in

Kombination für alle Wandstärken■ Längen:100 – 300 cm

Wärmedämmstürze ■ Breiten in cm:

30,0 · 36,5■ Längen: 100 – 300 cm

Page 3: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

Wärmeschutz

Wärmeschutz und Energieeinsparung 4

Wärmeleitfähigkeit 6

Wärmedurchlasswiderstand R 6

Wärmedurchgangswiderstände Rsi und Rse 7

Wärmedurchgangswiderstand RT 7

Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) 7

U-Werte ein- und zweischaliges Mauerwerk 8

Instationäre Wärmebewegung 10

Wärmespeicherfähigkeit 10

Auskühlzeit 11

Temperaturträgheit 12

Sommerlicher Wärmeschutz 12

Wärmebrücken 13

Luftdichtheit 13

Feuchteschutz

Feuchtigkeitsquellen 14

Feuchtigkeit und Wärmedämmung 14

Austrocknungsverhalten 15

Gleichgewichtsfeuchte 16

Praktischer Feuchtegehalt 16

Feuchtegehalt „frei Bau“ 16

Wasserdampf in der Luft 18

Relative Luftfeuchtigkeit 18

Taupunkttemperatur 19

Tauwasser 19

Wasserdampfdiffusion 19

Wasserdampfdiffusionsverhalten 20

Wasserdampfdiffusions- widerstandszahl 20

Diffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd 20

Wasserdampfdruck p [Pa] 20

Tauwasserschutz 21

Bauwerksabdichtung 22

Schallschutz

Schall 24

Luftschall 24

Körperschall 24

Trittschall 25

Schallabsorption 25

Schalldämmmaß 25

Schalldämmung 25

Schalllängsleitung 25

Schalldämmmaß von Außenbauteilen 26

Brandschutz

Brandverhalten 28

Brandwände 28

Feuerwiderstandsklasse 28

Formbeständigkeit

Formänderung 30

Kriechen 30

Schwinden 30

Frostbeständigkeit 30

Statik

Druckfestigkeit 31

Festigkeitsklassen 31

Fugendicke 31

Mauerwerksdruckspannung 32

Ringanker 32

Ringbalken 32

Überbindemaß 33

Verband 33

Tragende Wände 33

Aussteifende Wände 33

Nichttragende Wände 33

Wandsystemvergleich

Bewertung von Neubau- Wandkonstrukionen 34

Beurteilungskriterien 34

Inhalt

Page 4: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

4

End-energie(Gebäude-grenze)

Primärenergie

QS

QT QT

Qv

Qv

QS

QAnl

Qw

Qi

QT

Wärmeschutz

Wärmeschutz und EnergieeinsparungNach dem im November 2006 vorgelegten Entwurf der Neufassung der EnEV sind künftig alle Neubauten hinsichtlich ihres Wärmebedarfs rechnerisch zu bilanzieren. Dazu müssen speziell für die neu eingeführten „Nichtwohngebäude“ sämtliche energiewirksa-men Bau- und Anlagenteile erfasst werden. Das Nachweisverfahren ist in der DIN 18599 geregelt. Für Wohngebäude ist künftig auch der Nachweis des sommerlichen Wärme-schutzes nach DIN 4108 Teil 2 erforderlich. Ausgenommen sind Wohngebäude bis max. 2 Wohneinheiten, wenn diese mit Rollläden ausgestattet sind. Neu ist der Energieaus-weis, den ein Bauherr bei Neubauten oder Änderungen an bestehenden Gebäuden der zuständigen Behörde auf Verlangen vorzulegen hat; dies gilt ab 2008 auch für Altbauten. Es wird der nach den Vorgaben errechnete Energiebedarf ausgewiesen, der vom tat-sächlichen Verbrauch deutlich abweichen kann, weil dieser stark vom Nutzverhalten (Hei-zen, Lüften, Warmwasserverbrauch) abhängt. Ziel des Gesetzes ist nicht die individuelle Heizkostenreduzierung, sondern die Verringerung des CO2-Ausstoßes (Klimaschutz). Der Primärenergiebedarf ist daher keine reine ingenieurtechnische Bilanzierung, weil für eine Reihe von Einflussgrößen politische Vorgaben einzuhalten sind (z. B. Wertigkeit unter-schiedlicher Energieträger).

Das soll die EnEV beim Neubau erreichen: Senkung des Primärenergie-Bedarfs auf ein jeweils politisch festgelegtes niedriges

Niveau. Reduzierung des CO2-Ausstoßes aufgrund Gebäudebeheizung und

Warmwasserbereitung. Berücksichtigung möglichst vieler energiewirksamer Einflussfaktoren (Gewinn/Verlust)

zur größtmöglichen Planungsfreiheit. Förderung des Einsatzes erneuerbarer/alternativer Energien für Raumheizung,

Warmwasser-Bereitung und Lüftung. Sommerlicher Wärmeschutz auch ohne Einsatz von Energie zur Kühlung. Vergleich des Energiebedarfs von unterschiedlichen Häusern und Wohnungen.

Dadurch Wettbewerbssituation auf dem Wohnungsmarkt im Sinne eines Verbraucherschutzes.

Q =(Q +Q )·eP h w P

Die Grundformel zur Ermittlungdes Gesamtenergiebedarfs

Q =(Q +Q )·eP h w P

Schematische Darstellung der Verlust- und Gewinnquellen einer Gebäudeenergiebilanz

Q =(Q +Q )·eP h w P

QP = Endenergie in kWh/a

QW = Wärmebedarf für die Warmwasser-bereitung

eP = Anlagen-aufwandszahl

Qh = Jahresheizwärmebedarf (Transmis-sionswärmeverluste inkl. Wärmebrücken + Lüftungswärmeverluste = interne und solare Gewinne)

Page 5: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

Der Primärenergie-Bedarf QP stellt die Hauptanforderung der EnEV dar und umfasst den Heizenergiebedarf sowie alle Vorketten der zur Energienutzung erforderlichen fos-silen Brennstoffe. Der vorhandene Primärenergie-Bedarf eines Wohngebäudes wird in [kWh/a] angegeben.

Der Heizwärmebedarf Qh [kWh/a] beinhaltet den rechnerisch ermittelten Wärmeeintrag über das Heizsystem, das zur Aufrechterhaltung einer definierten Rauminnentemperatur benötigt wird.

Spezifischer Transmissionswärmeverlust HT [W/m2K]Kann als „spezifischer Wärmestrom vom beheizten Raum zur äußeren Umgebung“ defi-niert werden. In die Berechnung fließen als wichtigste Parameter sämtliche Bauteilflächen der wärmetauschenden Gebäudehülle und deren U-Werte (ehemals k-Werte) ein. Des weiteren wird der Einfluss von Wärmebrücken berücksichtigt.

Unter dem Trinkwasser-Wärmebedarf Qw [kWh/a] wird die Nutzwärme verstanden, die zur Erwärmung der gewünschten Menge des Trinkwassers zugeführt werden muss. Nach EnEV und DIN V 4701-10 wird ein flächenbezogener Wert von 12,5 kWh/m2a an-gegeben. Dies entspricht etwa einem täglichen Trinkwarmwasserbedarf von 23 Litern pro Person bei 50° C Warmwassertemperatur.

Mit der Aufwandszahl eP werden sämtliche Anlagenverluste für Trinkwarmwasserer-wärmung, Heizungs- und Lüftungstechnik beschrieben. In der DIN V 4701-10 sind ent-sprechende Kennwerte für diverse Anlagensysteme hinterlegt.

Page 6: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

6

Wärmeleitfähigkeit Jeder Baustoff besitzt eine bestimmte Wärmeleitfähigkeit. So weisen z. B. Metalle eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit auf und leichte und poröse Stoffe eine eher geringe. Die physikalische Größe dafür ist der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit [W/mK]. Er gibt die Wärmemenge in Watt an, die stündlich durch 1 m2 einer 1 m dicken Stoffschicht geleitet wird, wenn die beiden gegenüberliegenden Oberflächen einen Temperaturunter-schied von 1 K (1°C) aufweisen. Es findet ein Wärmestrom von der wärmeren zur kalten Seite statt, dabei wird in den Stoffschichten eines Bauteiles Wärme durch Leitung von einer Baustoffschicht zur nächsten befördert. POROTON-Ziegel haben eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit und dadurch eine sehr gute Wärmedämmwirkung.Beispiele für die Wärmeleitfähigkeit von POROTON-Mauerwerk:

POROTON-T 8 = 0,08 W/mKPOROTON-T 9 = 0,09 W/mKPOROTON-S 11 = 0,11 W/mKPOROTON-Planziegel-T 10 = 0,10 W/mKPOROTON-Planziegel-T 12 = 0,12 W/mKPOROTON-Planziegel-T 14 = 0,14 W/mKPOROTON-Planziegel-T 16 = 0,16 W/mKPOROTON-Planziegel-T = 0,18 W/mK

Wärmedurchlasswiderstand RDer Wärmedurchlasswiderstand R, auch als Wärmedämmwert bezeichnet, wird als Quo-tient aus der Schichtdicke des Baustoffes und seinem Bemessungswert der Wärmeleit-fähigkeit berechnet. Bei geschichteten Wänden setzt sich der gesamte Wärmedämmwert aus den Wärmedurchlasswiderständen der einzelnen Schichten zusammen.R = d1/1 + d2/2 + dn/n [m

2K/W]. Je höher der Wert, desto geringer der Wärmeverlust.

Page 7: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

Wärmeübergangswiderstände Rsi und Rse

An der Grenzschicht zwischen Innen- bzw. Außenluft wird beim Wärmeübergang von der Luft zur Wand eine Temperaturreduzierung hervorgerufen. Von der leicht bewegten Luft wird dabei Wärme an die Wandoberflächen übertragen. Daran ist auch Wärmeleitung in den angrenzenden Luftschichten beteiligt. Erfasst wird dieser Wärmeaustausch durch den Wärmeübergangswiderstand Rs. Er gibt die Wärmemenge in Watt an, die stündlich je Quadratmeter Wandfläche durch Strahlung, Leitung und Konvektion übertragen wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen Luft und Wandoberfläche 1 K beträgt. Die Rechenwerte der Wärmeübergangswiderstände sind auf der Innen- und Außenseite der Wand zu berücksichtigen. Der Wärmeübergangskoeffizient für Innenseiten von Wandflä-chen wird mit dem Index i = intern- bzw. raumseitig versehen. Auf der Außenseite erhält er den Index e = extern. Anzusetzen sind festgelegte Werte, je nach Bewegungsrichtung des Wärmestroms (nach oben, nach unten, horizontal).

Wärmedurchgangswiderstand RT

Werden der innere und der äußere Wärmeübergangswiderstand zum Dämmwert der Wand hinzugezählt, so ergibt sich der Wärmedurchgangswiderstand:RT = Rsi + R + Rse [m

2K/W]

Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)Nach der Ermittlung des Wärmedurchgangswiderstandes kann der Wärmedurchgangs-koeffizient U [W/m2K] durch Bildung des Kehrwertes bestimmt werden Der Wärme-durchgangskoeffizient, auch U-Wert genannt, dient der Berechnung des Transmissions-wärmebedarfs nach der Energieeinsparverordnung. Er stellt eine Verlustgröße dar und dient damit auch dem Vergleich unterschiedlicher Bauteile (Wände, Fenster, Dach usw.). Je kleiner der Verlust, desto sparsamer wirkt das Bauteil.

Wärmedurchlasswiderstand R

R = d1/1 + d2/2 + dn/n [m2K/W]

Wärmedurchgangswiderstand RT

RT = Rsi + R + Rse [m2K/W]

FoRmeln

Page 8: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

8

UAW-Werte ein- und zweischaliger Wand-konstruktionen mit POROTON-Planziegeln von WienerbergerU-Werte berechnet nach DIN EN ISO 6946

Mineral. Leichtputz 2,0 cm = 0,31 W/(m·K)POROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips = 0,70 W/(m·K)

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,08 0,09 0,10* 0,11 0,12* 0,14 0,16

30,0 33,5 – 0,279 0,305 0,335 0,359 0,417 0,469

36,5 40,0 – 0,232 0,254 0,280 0,301 0,349 0,394

42,5 46,0 0,180 – – – 0,262 0,304 –

49,0 52,5 – 0,175 – – 0,229 0,267 –

* Empfehlung: Mineralfaserleichtputz als Außenputz 2,0 cm = 0,22 W/m·K

** Bei Wärmedämmverbundsystemen ist die Wärmebrückenwirkung der Verbindungsmittel in den bauaufsichtlichen Zulassungen geregelt. Systembedingt kann sich der -Wert bei verdübelten Systemen bis zu 10% verschlechtern. Die hier dargestellten UAW-Werte können daher nur auf geklebte Systeme angewendet werden.

*** Der Wärmebrückeneinfluss über die Drahtanker wurde bei der Berechnung bereits berücksichtigt.

2,0 d 1,5

Wärmedämmputz 3,0 cm = 0,07 W/(m·K)POROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips = 0,70 W/(m·K)

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,14 0,16 0,18

24,0 28,5 0,428 – 0,512

30,0 34,5 0,362 0,401 –

36,5 41,0 0,310 0,345 0,378

42,5 47,0 0,274 – 0,335

49,0 53,5 0,243 – 0,299

2,0 d 1,5

Wärmedämmverbundsystem 10,0 cm = 0,035** W/(m·K)POROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips = 0,70 W/(m·K)

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 29,0 – – 0,241 0,249

24,0 35,5 0,198 0,210 – 0,228

30,0 41,5 0,180 0,193 0,203 –

6,0 d 1,5

Wärmedämmverbundsystem 12,0 cm = 0,035** W/(m·K)POROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips = 0,70 W/(m·K)

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 31,0 – – 0,212 0,225

24,0 37,5 0,185 0,194 – 0,209

30,0 43,5 0,170 0,181 0,189 –

8-14 d 1,5

Einschaliges Mauerwerk

Page 9: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

9

TERCA Verblender 11,5 cm, Rohdichte 1,6 kg/dm3, = 0,68 W/m·KDrahtanker gem. DIN 1053-1 Ø 4 mm ***Luftschicht 6 cmPOROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips, = 0,70 W/m·K

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,09 0,10 0,11 0,12 0,14 0,16

24,0 43,0 – – – 0,438 0,501 –

30,0 49,0 0,277 0,305 0,332 0,360 0,412 0,464

36,5 55,5 0,238 0,254 0,278 0,301 0,346 0,390

11,5 4 1,5d

Zweischaliges Mauerwerk

TERCA Verblender 11,5 cm, Rohdichte 1,6 kg/dm3, = 0,68 W/m·KDrahtanker gem. DIN 1053-1 Ø 4 mm ***Luftschicht 4 cmWärmedämmung 8 cm WLG 0,35, = 0,035 W/m·KPOROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips, = 0,70 W/m·K

11,5 4 1,58 d

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 42,5 – – 0,273 0,283

24,0 49,0 0,226 0,234 – 0,256

30,0 55,0 0,204 0,219 0,232 –

TERCA Verblender 11,5 cm, Rohdichte 1,6 kg/dm3, = 0,68 W/m·KDrahtanker gem. DIN 1053-1 Ø 4 mm ***Luftschicht 4 cmWärmedämmung 10 cm WLG 0,35, = 0,035 W/m·KPOROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips, = 0,70 W/m·K

11,5 4 1,510 d

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 44,5 – – 0,236 0,243

24,0 51,0 0,202 0,213 – 0,231

TERCA Verblender 11,5 cm, Rohdichte 1,6 kg/dm3, = 0,68 W/m·KDrahtanker gem. DIN 1053-1 Ø 4 mm ***Kerndämmung 8 cm WLG 0,35, = 0,035 W/m·KPOROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips, = 0,70 W/m·K

11,5 1,58 d

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 39,5 – – 0,257 0,265

24,0 46,0 0,215 0,229 – 0,242

30,0 51,0 0,196 0,209 0,221 –

TERCA Verblender 11,5 cm, Rohdichte 1,6 kg/dm3, = 0,68 W/m·KDrahtanker gem. DIN 1053-1 Ø 4 mm ***Kerndämmung 10 cm WLG 0,35, = 0,035 W/m·KPOROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips, = 0,70 W/m·K

11,5 1,510 d

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 41,5 – – 0,231 0,237

24,0 48,0 0,193 0,204 – 0,220

TERCA Verblender 11,5 cm, Rohdichte 1,6 kg/dm3, = 0,68 W/m·KDrahtanker gem. DIN 1053-1 Ø 4 mm ***Kerndämmung 14 cm WLG 0,35, = 0,035 W/m·KPOROTON-PlanziegelInnenputz 1,5 cm Kalkgips, = 0,70 W/m·K

11,5 1,514 d

Brei

te d

er H

inte

r-

mau

er d

in c

m

Kons

trukt

ions

- di

cke

in c

m

UAW-Wert in W/(m2·K)bei -Ziegel

0,12 0,14 0,16 0,18

17,5 43,5 – – 0,185 0,189

24,0 50,0 0,161 0,168 – 0,178

Page 10: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

10

Instationäre WärmebewegungDie Lufttemperaturen zu beiden Seiten eines Bauteils, wie einer Außenwand, sind nie kon-stant. So findet also immer eine Wärmebewegung (Wärmestrom) statt: vom Warmen zum Kalten hin. Während die Raumtemperatur nur wenig schwankt (15 °C bis 22 °C = 7 K), liegt die Spreizung der Außenluft z. B. an Sommertagen bei 16 K; über das Jahr ergeben sich sogar fast 60 K. Deshalb sind zum Vergleich von Wandbaustoffen die spezifische Wärmekapazität c und der Wärmeeindringkoeffizient b für das Wohnklima von Bedeu-tung: Wie schnell und wie tief dringt die Wärmeenergie in den Baustoff ein? Für übliche Zyklen können bei Ziegelmauerwerk bis 15 cm angesetzt werden. Ist z. B. nach einem Lüftungsvorgang im Winter die Lufttemperatur im Raum niedriger, als die der massiven Wände, dann strahlen diese die gespeicherte Energie wieder in den Raum zurück. „Warme“ Baustoffe wie z. B. Ziegel weisen dafür günstige Werte auf.

WärmespeicherfähigkeitJe schwerer ein Baustoff ist (hohe Rohdichte), desto mehr Energie kann er speichern. Diese Wärmespeicherfähigkeit wirkt sich direkt auf das Wohlgefühl der Bewohner aus, weil der größte Teil als Wärmestrahlung (Temperaturstrahlung) abgegeben wird. Diese elektromagnetische Strahlung ist die angenehmste „Wärme“, weil sie quasi wie die Son-nenstrahlung arbeitet: sie heizt nicht die Luft auf, sondern die Oberfläche auf die sie trifft (Haut, Kleidung, Möbel).

Bei einschaligen Massivwänden werden sogar während der Heizperiode bei Sonnenein-strahlung Wärmegewinne erzielt, weil die außenseitig aufgewärmte Wand die Heizenergie von innen nicht abfließen lässt. Ebenso wird die durch die Fenster eindringende Strah-lung gespeichert. Im genauen Rechenverfahren der EnEV kann der günstige Einfluss der Wärmespeicherung auch rechnerisch berücksichtigt werden. Bei geringer Wärmespeicher-fähigkeit von raumumschließenden Bauteilen kann die Temperatur der inneren Wand-oberfläche bei Heizungsunterbrechung binnen kurzer Zeit stark absinken. Wände aus POROTON-Ziegel haben dagegen die angenehme Eigenschaft, neben dem erhöhten

Wärmespeicherfähigkeit

Wärmespeicherfähigkeit Q in kJ/m2K bei Wanddicken von

Ziegelrohdichte kg/dm3 11,5 cm 17,5 cm 24,0 cm 30,0 cm 36,5 cm 42,5 cm 49,0 cm

0,65 75 114 156 195 237 276 319

0,7 81 123 168 210 256 298 343

0,75 86 131 180 225 274 319 368

0,8 92 140 192 240 292 340 392

0,9 104 158 216 270 329 383 441

1,0 115 175 240 300 365 425 490

1,2 138 210 288 360 438 510 588

1,4 161 245 336 420 511 595 686

1,6 184 280 384 480 584 680 784Bei beidseitigem 1,5 cm dickem Putz sind jeweils 51 kJ/m2K hinzuzurechnen.

Page 11: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

11

Wärmeschutz ohne besondere Vorkehrungen auch genügend Wär-mespeicherfähigkeit zu erbringen. Die Wärmespeicherfähigkeit be-rechnet sich pro Grad Temperaturdifferenz nach der Beziehung:

Q = d · r · c [kJ/m2K]

Hierin istd = Wanddicke [m]r = spezifisches Gewicht [kg/m2]c = spezifische Wärmekapazität [kJ/(kg K)]

AuskühlzeitFür ein behagliches Wohnklima ist es wichtig, dass die eingebrachte Wärmeenergie möglichst lange im Mauerwerk gespeichert und nur möglichst langsam wieder abgegeben wird. Dieser Vorgang wird durch den Begriff Auskühlzeit definiert. Die Auskühlzeit charakterisiert somit das Auskühlverhalten eines Außenbauteiles im Winter bzw. der Aufwärmung im Sommer. Wohnräume werden um so behaglicher beurteilt, je länger ihre Auskühlzeit andauert. Ziegel weisen unter den Wandbaustoffen im Vergleich die längsten Auskühlzeiten auf.

Je langsamer ein Raum nach dem Abstellen der Raumheizung aus-kühlt, desto länger bleibt die die Raumlufttemperatur im behaglichen Bereich.

Die Auskühlzeit berechnet sich in Stunden nach folgender Gleichung:

ta = Q · R · 3,6 -1 [h]

Auskühlzeiten von Wandbaustoffen im Vergleich

Auskühlzeiten in h bei Wanddicken von

Wandbaustoff Rohdichteklasse (W/mK) 17,5 cm 24,0 cm 30,0 cm 36,5 cm 42,5 cm 49,0 cm

Ziegel 0,65 0,12 46 87 135 200 274 364

Ziegel 0,7 0,14 43 80 125 185 251 333

Ziegel 0,75 0,16 40 75 117 173 235 312

Ziegel 0,8 0,16 43 80 125 185 251 333

Ziegel 0,8 0,18 38 71 111 164 223 296

Ziegel 0,9 0,21 32 61 95 141 191 254

Porenbeton 0,4 0,11 31 58 91 135 182 243

Kalksandstein 1,4 0,70 17 32 50 74 100 133

Auskühlen eines Raumes

1410

14

18

22

24

°C

Rau

mlu

fttem

pera

tur ➞

16 20 24 4 8 12 hUhrzeit ➞

schwer (z. B. Ziegelbauweise)leicht (z. B. Holzständerbauweise)

10

14

18

22

24

°C

Wan

dtem

pera

tur ➞

16 20 24 4 8 12 14hUhrzeit ➞

schwer (z. B. Ziegelbauweise)leicht (z. B. Holzständerbauweise)

Que

lle: L

utz,

u. a

. „Le

hrbu

ch d

er B

auph

ysik

“ Te

ubne

r

Raumluft- und Wandtemperaturen in einem Raum schwerer und leichter Bauart während einer Tagesperiode bei 12-stündiger Nachtabsenkung der Heizung bei durchschnittlichen winterlichen Außenbedingungen (Außenlufttemperatur -2 °C).

Page 12: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

1�

außen innen55°

50°

45°

40°

35°

30°

25°

20°

15°

10°

-5°

-10°

25°

20°

15°

10°

Dämmeigenschaft und Wärmespeichereigenschaft von POROTON-Ziegeln

TemperaturträgheitMit dem Begriff Temperaturträgheit ist das Verhalten eines Baustoffes oder einer Kons-truktion gegenüber äußeren Temperaturschwankungen definiert. Den äußeren Tempe-raturschwankungen kann eine Außenwand mehr oder weniger großen Widerstand ent-gegensetzen, d. h. zeitlich, entweder sehr schnell oder auch sehr langsam folgen. Die Temperaturträgheit wird sowohl von der Wärmedämmfähigkeit der Außenwandkonstruk-tion als auch von der Wärmespeicherfähigkeit der in der Wand verarbeiteten Baustoffe bestimmt. Ziegel haben den Vorteil, dass sie gespeicherte Wärme lange halten und erst zeitversetzt wieder abgeben. Die Wärmeabgabe wirkt sich insbesondere dann positiv aus, wenn die Außentemperatur sinkt und die gespeicherte Wärme zur Raumerwärmung beiträgt. So bleibt ein Haus aus Ziegeln im Winter angenehm warm und im Sommer wohl-tuend kühl. Sonnenstrahlen erwärmen im Winter eine massive Wand. Dadurch entweicht weniger Heizwärme.

Sommerlicher WärmeschutzNach der Verabschiedung der Neufassung der EnEV ist nachzuweisen, dass im Sommer eine Überhitzung von Räumen nicht eintritt. Die Berechnung erfolgt gemäß DIN 4108-2, DIN EN ISO 13791 und 13792 und ist stark vereinfacht. Dabei darf der vorhandene Sonnen- eintragskennwert Svorh den zulässigen Sonneneintragskennwert Smax nicht überschreiten.

Der vorhandene Wert wird berechnet nach der Formel: Svorh = j (Aw,j · gj · Fc,j)/AG mitAw = Fensterfläche [m2]g = Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases [-] (Herstellerangabe)Fc = Abminderungsfaktor einer Sonnenschutzvorrichtung [-] (Tabellenwert)AG = Nettogrundfläche des Raumes [m2]

Der zulässige Wert ergibt sich aus der Addition von drei genormten Kenngrößen Sx aus:– der Klimaregion (A, B oder C)– der Bauart (leicht, mittel oder schwer)– einer möglichen Nachlüftungdieses multipliziert mit dem Flächenanteil.

Page 13: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

1�

Temperaturverlauf am Beispiel einer Gebäude-ecke als typisches Beispiel für eine geometrische Wärmebrücke

Bei der raumweisen Berechnung wirkt sich eine massive Bauweise vorteilhaft aus. Die schweren Bauteile nehmen die Wärmeenergie bei im Sommer rasch ansteigenden Luft-temperaturen auf und kühlen so den Raum. Diesen Effekt kennt jeder, der in der warmen Jahreszeit Gebäude mit dicken Wänden (Kirchen, Burgen) betreten hat. POROTON Ziegel kompensieren diese Temperaturspitzen und harmonisieren auf diese Weise die Raum-temperatur.

WärmebrückenEine Wärmebrücke kennzeichnet den Bereich einer Konstruktion, bei dem im Vergleich zu angrenzenden Flächen in Richtung des Temperaturgefälles ein höherer Wärmestrom (Wärmeverlust) stattfindet. Da dadurch an diesen Stellen die innere Oberflächentempera-tur stärker absinkt, sprechen Nicht-Fachmenschen auch von „Kältebrücken“. Hier kann es zu Tauwasserbildung aus der Raumluftfeuchtigkeit kommen. Deshalb sind solche Brücken auch aus hygienischen Gründen möglichst zu vermeiden. Bei normalen Raum-klimabedingungen ist gem. DIN 4108 Teil 2 eine raumseitige Oberflächentemperatur einzuhalten von si > 12,6 °C.

Der Verlust der Wärme kann geschehen durch die Wärmeleitung im Baustoff als Luftströ-mung (Konvektion). Wärmebrücken können geometrisch und konstruktiv bedingt sein oder durch Undichtigkeiten (Luftlecks) auftreten.

Wärmebrücken können eingeteilt werden in geometrische Wärmebrücken, wie Gebäudeecken, wo einer kleineren warmen

Oberfläche eine größere kalte gegenüberliegt konstruktiv bedingte Wärmebrücken, wie z. B. aus mehreren Komponenten

zusammengesetzte Bauteile oder durchgehende Verankerungen aus gut wärme-leitenden Stoffen

konvektive Wärmebrücken durch mangelnde Luftdichtigkeit der Gebäudehülle.

Im Beiblatt 2 der DIN 4108 werden die im Bauwesen üblichen Wärmebrücken behandelt. Mit dem POROTON Ziegelsystem sind Konstruktionen möglich, bei denen kritische Wär-mebrücken vermieden werden.

LuftdichtheitAuch Luftdichtigkeit eines Gebäudes soll verhindern, dass Wärmeenergie durch undichte Stellen sinnlos entweicht. Zudem besteht dort die Gefahr, dass beim Abkühlen der entwei-chenden warmen Luft Tauwasser ausfällt und den Baustoff durchfeuchtet. Dann verliert dieser rasch an Dämmwirkung. Besonders gefährdet sind dabei leichte Konstruktionen mit Dämmschichten. Der Gesetzgeber hat daher Grenzwerte für die Dichtheit vorge-geben. Eine Prüfung wird vorgenommen, indem innerhalb des Gebäudes ein stabiler Über- oder Unterdruck von 50 Pa erzeugt wird (sog. „Blower-door-Test“) und dann zu messen und zu rechnen ist, wie hoch die Luftwechselrate liegt. Gemäß EnEV in Verbin-dung mit DIN 4108 Teil 7 ist die Luftdichtheitsebene vom Planer festzulegen. Massive Ziegelwandkonstruktionen werden von Haus aus dicht, wenn sie mit mindestens einer Nassputzschicht versehen wurden.

Die maximale Luftwechselrate beträgt für Wohngebäude ohne raumlufttechnische Anla-gen 3,0 h-1 und für Gebäude mit einer raumlufttechnischen Anlage 1,5 h-1.

Wärmebrücken

Page 14: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

Wär

med

ämm

ung

(%)

1Feuchtigkeit (Vol. %) Quelle: Nach S. Cammerer, München

100

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

76

61

50

4237

3229 26 23 21 19 17 15 14 13 12 11 10

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Niederschlag (Regen, Schnee, Eis)

Schlagregen

Spritzwasser

Oberflächenwasser

Schichtenwasser, Stauwasser

Bodenfeuchte

Kapillarwasser, Tauwasser im Bauteil

Porenwasser, Überschwemmung, Tagwasser

Raumlufttemperatur und relative Feuchte

Wasserdampf (kalt + heiß)

Feuchtigkeit wirkt in vielfacher Form auf die Bauteile ein

14

Feuchteschutz

Wasser ist die Hauptursache von Bauschäden. Feuchte in Bauteilen mindert die Wärme-dämmung und verschlechtert das Raumklima. Es muss daher sichergestellt sein, dass in einem Bauteil auf Dauer keine unzulässige Feuchtigkeitsanreicherung stattfindet. Das oben gezeigte Diagramm nach Cammerer zeigt anschaulich die Verminderung der Wär-medämmung von Massivbaustoffen bei Zunahme des Feuchtegehalts. In Wohnungen entsteht nutzungsbedingt immer Feuchtigkeit, die als Wasserdampf oder in flüssiger Form auf die Bauteile einwirkt.

Feuchtigkeitsquellen

Feuchtigkeit in Bauteilen kann entstehen durch: Baufeuchte während der Herstellung (z. B. Anmachwasser von Mörtel und Beton) Tauwasser auf Bauteiloberflächen durch Kondensation von Wasserdampf im Gebäude-

inneren bei zu geringer Wärmedämmung Tauwasser im Bauteil durch Wasserdampfdiffusion bei Unterschreitung des Taupunkts mangelnden Schutz gegen Schlagregen mangelhafte Bauwerksabdichtung im Untergeschoss Schäden an wasserführenden Leitungen

Feuchtigkeit und WärmedämmungFeuchtigkeit kann die Wärmedämmwirkung eines Baustoffes stark herabsetzen. Für das thermische Verhalten einer Wandkonstruktion ist daher nicht allein die Wärmedämmung

Dämmverhalten von Mauerwerk bei Durchfeuchtung

Feuchtigkeitsabgabe pro Tag

Mensch 1,0 – 1,5 Liter

Kochen 0,5 – 1,0 Liter

Duschen, baden (pro Pers.) 0,5 – 1,0 Liter

Wäschetrocknen (4,5 kg) geschleudert tropfnass

1,0 – 1,5 Liter 2,0 – 3,5 Liter

Zimmerblumen, Topfpflanzen 0,5 – 1,0 Liter

z. B. 1 Vol. % Feuchtigkeit = 100 % Wärmedämmung 4 Vol. % Feuchtigkeit = 50 % Wärmedämmung 10 Vol. % Feuchtigkeit = 23 % Wärmedämmung

Page 15: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

1�

entscheidend, sondern auch das Beibehalten der Wärmedämmeigenschaften der Bau-stoffe unter Feuchtigkeitseinfluss. Da eine Außenwand durch Witterungseinflüsse und ggf. Tauwasseranfall immer feucht werden kann, ist ein schnelles Trocknungsverhalten der Konstruktion von entscheidender Bedeutung. Ziegelmauerwerk entfeuchtet sich auf-grund seiner Kapillarleitfähigkeit schneller als grobporiges Material, wie Porenbeton oder sehr dichtes Material, wie Schwerbeton oder Kalksandstein.

AustrocknungsverhaltenDas Austrocknungsverhalten der Baustoffe wird, neben den außenklimatischen Bedin-gungen, auch durch den Wohnbetrieb mehr oder weniger stark beeinflusst. Die Aus-trocknung wird durch konsequente Lüftung und Beheizung im Allgemeinen beschleunigt, durch starken Wasserdampfanteil ohne Lüftung und Beheizung verzögert, unter Umstän-den sogar verhindert oder rückgängig gemacht.

Die Austrocknungszeit in Tagen lässt sich für Vergleichszwecke nach Cadiergues nähe-rungsweise mit der Formel t = s · d2 abschätzen.

Hierin ist: d = Wanddicke in cm s = Baustoffkenngröße in Tagen/cm2

Daraus lässt sich ableiten, dass Ziegel im Vergleich zu anderen Wandbaustoffen mit Abstand die kürzesten Austrocknungszeiten erreichen.

Beispiel* Ziegelwandd = 36,5 cm t = 0,28 · 36,52 = 373 TagePorenbetonwandd = 36,5 cm t = 1,20 · 36,52 = 1.599 Tage

Fazit: Ziegelmauerwerk trocknet nach dieser Näherungsformel bereits nach ca. einem Jahr aus.

Wasserdampf- diffusion

Kondens-wasser

kapillarerWassertransport

Sorption Verdunstung

außen innen

Baustoffe mit vielen kleinen und feinsten Kapillaren, wie z. B. Poroton-Ziegel, besitzen eine große Kapillarleitfähigkeit, die für den Austrocknungsvor-gang in erster Linie bestimmend ist.

Beispiel Austrocknungszeit

0,28

1,201,40

1,60

0,90

Zieg

el

Kal

ksan

dste

in/

Por

enbe

ton

Leic

htbe

ton

Bet

on

Fich

tenh

olz

Baustoffkenngröße s* in Tagen/cm2

* Die angegebenen Werte gelten nur unter stationären Randbedingungen und sind zu Vergleichszwecken verwendbar. Sie stellen jedoch keine physikalischen Absolutwerte dar.

Page 16: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

16

Gleichgewichtsfeuchte von BaustoffenBaustoffe nehmen auf Grund ihres inneren Aufbaues (Art, Zahl, Größe und Verteilung der Hohlräume) bei jedem Luftzustand (relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur) einen Feuchtigkeitsgehalt an, der sich nach genügend langer Lagerung des Stoffes in der Luft einstellt. Diese „Gleichgewichtsfeuchte“ liegt um so höher, je größer die relative Luftfeuch-tigkeit bei bestimmter Temperatur ist. Im fertigen Bauwerk stellt sich die physikalisch definierte Gleichgewichtsfeuchtigkeit selten ein, weil keine konstanten Umgebungsver-hältnisse bestehen. Untersuchungen über die Feuchtigkeit in den Wänden normal aus-getrockneter Bauten haben ergeben, dass die Feuchtigkeitsgehalte fast immer die für die verschiedenen Baustoffe kennzeichnenden Werte aufweisen.

Ist die Häufigkeitsverteilung der Feuchtigkeit von Außenmauern normal ausgetrockneter Häuser aus einem bestimmten Baustoff bekannt, so lässt sich hieraus der sogenannte „praktische Feuchtegehalt“ des Stoffes bestimmen.

Praktischer FeuchtegehaltBaustoffe sind dem Einfluss von Feuchtigkeit ausgesetzt. Der praktische Feuchtegehalt wird auch als hygroskopischer Wassergehalt von Baustoffen bezeichnet, der volumen- oder massebezogen in Prozent ausgedrückt wird. Je trockener ein Baustoff ist, desto geringer ist seine Wärmeleitfähigkeit, bzw. desto besser ist die Wärmedämmwirkung.

POROTON-Ziegel weisen im Vergleich zu bindemittelgebundenen Baustoffen (Beton, Leichtbeton, Porenbeton und Kalksandsteinen) einen sehr geringen praktischen Feuchte-gehalt von nur ca. 0,5 Massenprozent auf. Die ausgewiesenen Rechenwerte der Wärme-leitfähigkeit sind auf den praktischen Feuchtegehalt der Baustoffe bezogen. Ziegel weisen unter den Wandbaustoffen insgesamt den geringsten praktischen Feuchtegehalt auf.

Feuchtegehalt „frei Bau“Der Feuchtigkeitsgehalt von Baustoffen bei der Anlieferung ist in Bezug auf die Wärme-dämmung nicht zu vernachlässigen. Ziegel werden durch die Trocknung und das Bren-nen mit dem geringsten Feuchtegehalt aller massiven Wandbaustoffe auf die Baustelle geliefert. Um diesen positiven Aspekt zu erhalten, sollten Ziegel auf der Baustelle trocken gelagert und bereits erstelltes Mauerwerk durch eine entsprechende Abdeckung vor Wit-terungseinflüssen geschützt werden. Bei Einhaltung dieser Maßnahmen entfällt bei Zie-gelmauerwerk das energieaufwendige Trockenheizen der Wandkonstruktionen.

Alle mit hydraulischen Bindemitteln hergestellten Baustoffe, wie z. B. Beton, Leichtbeton, Porenbeton und Kalksandsteine, weisen bereits produktionsbedingt einen deutlich höhe-ren Feuchtigkeitsanteil auf. Das in den Steinen enthaltene Wasser wird de facto „frei Bau-stelle“ mitgeliefert. Der praktische Feuchtegehalt dieser Baustoffe stellt sich dadurch u. U. erst nach Jahren durch Beheizung und Belüftung des Gebäudes ein. Dieser Vorgang wird dann als „Trockenheizen“ bezeichnet, denn erst bei Erreichen des praktischen Feuchtig-keitsgehalts der Baustoffe stimmt auch die Energiebilanz des Gebäudes.

Praktischer Feuchtegehalt in Vol.-% einiger Wandbaustoffe im Vergleich

Praktische Feuchtegehalte von Baustoffen

Praktischer Feuchtegehaltvolumenbezogen

(uv%)massenbezogen

Baustoff (um%)Ziegel1) 1,5 –Kalksandsteine 5,0 –Beton mit geschlossenem Gefüge mit dichten Zuschlägen 5,0 –Beton mit geschlossenem Gefüge mit porigen Zuschlägen 15 –Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge mit dichten Zuschlägen nach DIN 4226 Teil 1 5,0 –Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge mit porigen Zuschlägen nach DIN 4226 Teil 2 4,0 –Porenbeton 3,5 –Mineralische Faserdämmstoffe aus Glas-, Stein-, Hochofenschlacken- (Hütten)-Fasern – 1,5Pflanzliche Faserdämmstoffe aus Seegras, Holz-, Torf- und Kokosfasern und sonstige Fasern – 15

1) Prüfungen im Rahmen der Güteüberwachung haben ergeben, dass POROTON-Ziegel in der Regel den praktischen Feuchtgehalt < 0,5 % haben.

Page 17: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

1�

Praktische Feuchtegehalte von Baustoffen

Praktischer Feuchtegehaltvolumenbezogen

(uv%)massenbezogen

Baustoff (um%)Ziegel1) 1,5 –Kalksandsteine 5,0 –Beton mit geschlossenem Gefüge mit dichten Zuschlägen 5,0 –Beton mit geschlossenem Gefüge mit porigen Zuschlägen 15 –Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge mit dichten Zuschlägen nach DIN 4226 Teil 1 5,0 –Leichtbeton mit haufwerkporigem Gefüge mit porigen Zuschlägen nach DIN 4226 Teil 2 4,0 –Porenbeton 3,5 –Mineralische Faserdämmstoffe aus Glas-, Stein-, Hochofenschlacken- (Hütten)-Fasern – 1,5Pflanzliche Faserdämmstoffe aus Seegras, Holz-, Torf- und Kokosfasern und sonstige Fasern – 15

1) Prüfungen im Rahmen der Güteüberwachung haben ergeben, dass POROTON-Ziegel in der Regel den praktischen Feuchtgehalt < 0,5 % haben.

Auswirkung auf die Wärmeleitfähigkeit:Die Wärmeleitfähigkeit feuchter Mauerwerksbaustoffe steigt mit Zunahme des Feuchte-gehalts an (siehe Grafik S. 14). Vor allem bei wärmedämmenden monolithischen Außen-wänden kann die Restfeuchte zu einer inakzeptablen Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit führen, die neben erhöhten Energieverlusten auch Oberflächentemperaturabsenkungen nach sich zieht.

Fazit: Die zugesicherten Wärmedämmeigenschaften von Mauerwerk gelten erst bei Erreichen der Ausgleichsfeuchte bzw. des praktischen Feuchtegehaltes. Für das energieaufwän-dige Trockenheizen bzw. -lüften feuchter Baustoffe entstehen für den Nutzer zusätzliche Kosten. Ziegelmauerwerk bietet durch guten Wärmeschutz und trockenes Mauerwerk dagegen von Anfang an eine volle Wertschöpfung ohne Zusatzkosten.

Page 18: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

20 ° C

17,3 g

0 ° C

4,9 gKondensat(Tauwasser)

12,4 g

18

Wasserdampf in der LuftJe nach Temperatur hat Luft die Fähigkeit eine unterschiedlich große Menge an Wasser in Form von Dampf aufzunehmen. Je wärmer die Luft, desto mehr Wasserdampf kann auf-genommen werden. Jeder Lufttemperatur kann daher ein bestimmtes maximales Was-seraufnahmevermögen zugeordnet werden (siehe Tabelle unten).

Relative Luftfeuchtigkeit fDie Maximalmenge des Wasserdampfes wird in der Praxis meistens nicht vorgefunden. Es wird lediglich ein gewisser Prozentsatz davon erreicht. Man spricht dann von rela-tiver Luftfeuchtigkeit, die ebenfalls temperaturabhängig ist. Sie steigt bei unveränderter Feuchtigkeitsmenge an, wenn die Temperatur sinkt und sie reduziert sich bei Erwärmung der Luft.

Beispiel:Bei einer Temperatur von 0° C sind in einem Wasserdampf-Luftgemisch von 1 m3 bei 100 % relativer Feuchtigkeit 4,9 g Wasser enthalten. Bei Erwärmung auf z. B. 20 °C tritt ohne weitere Feuchtigkeitsaufnahme eine Verringerung der relativen Luftfeuchtigkeit ein. Bei dieser Temperatur wäre die Luft in der Lage bei 100 % relativer Feuchtigkeit maximal 17,3 g – also 12,4 g mehr – Wasser aufzunehmen. Da bei der Erwärmung keine Feuch-tigkeit zugeführt wurde, entsprechen die aus der kalten Luft enthaltenen 4,9 g nun einer relativen Luftfeuchtigkeit von 28 %.

Kühlt man ein gesättigtes Wasserdampf-Luftgemisch von 20°C auf 0°C ab werden 12,4 g Wasser als Kondensat abgegeben.

Wasserdampfsättigungsdichte in Luft in g/m3 bei Temperaturen von

-20 -15 -10 -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 +30 °C

0,9 1,5 2,1 3,2 4,9 6,8 9,4 12,8 17,3 23,0 30,3 g/m3

≥ 100 % relative FeuchteQuelle: Schneider Bautabellen 15. Auflage 2002

Page 19: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

19

TaupunkttemperaturUmgekehrt erhöht sich bei Abkühlung eines Wasserdampf-Luftgemisches die relative Luftfeuchtigkeit. Bei einer bestimmten Temperatur, Taupunkttemperatur genannt, wird die relative Luftfeuchte von 100 % erreicht. Dann ist die maximale Sättigung erreicht und Wasser kann nicht mehr in Form von Dampf gehalten werden und ändert seinen Aggre-gatzustand. Jede weitere Temperaturverringerung führt nun zum Ausfall von Kondensat, auch Tauwasser genannt. Der Taupunkt ist also die Temperatur, die eine Luftmasse ohne Wasserausscheidung bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit aufnehmen kann.

TauwasserEine Abkühlung unter die Taupunkttemperatur führt zur Bildung von Tauwasser. Es bildet sich Nebel oder aber das Wasser schlägt sich an den kühlen Oberflächen fester Körper nieder, es bildet „Schwitzwasser“. Dieser Vorgang hält so lange an, bis der Feuchtigkeits-gehalt der Luft kleiner oder gleich dem maximal aufnehmbaren Feuchtigkeitsgehalt ist.

WasserdampfdiffusionAufgrund ihrer Molekularbewegung können Wasserdampfmoleküle unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte ausgleichen. Trennt ein Bauteil zwei Bereiche mit unterschiedlich hohem Wasserdampfgehalt, aber gleichem barometrischen Druck, so dringen infolge der Molekularbewegungen Wassermoleküle in die Wand. Die Moleküle durchwandern das Bauteil und treten an der freien Seite aus. Diesen Vorgang nennt man Diffusion.

Wasserdampfdiffusion

Page 20: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�0

WasserdampfdiffusionsverhaltenDas Wasserdampfdiffusionsverhalten von Baustoffen ist in erster Linie von Ihrer Dichtheit gegenüber dem Durchdringen von Wasserdampf abhängig. Diffusionsoffene Baustoffe ermöglichen den Durchgang von Wasserdampf, diffusionsdichte Bauteile führen zu einer Sperrwirkung.

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (m-Wert)Sie ist eine Stoffkenngröße und gibt an, um wie viel der Diffusionswiderstand gegen Wasserdampf in der Stoffschicht größer ist als in einer Luftschicht gleicher Dicke. Wasser-dampfmoleküle können sich in Luft frei bewegen. Luft hat daher die Diffusionswider-standszahl 1. Mit steigender Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl wird die Wasser-dampfdiffusionsstromdichte kleiner, d. h. das Material leitet Wasserdampf schlechter. Die m-Werte von Baustoffen sind in DIN 4108-4 deklariert. Ziegel haben den m-Wert 5 bzw. 10. Klinker weisen aufgrund ihrer dichteren Oberflächenstrukturen höhere Werte auf (50/100).

Diffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd Der sog. sd-Wert berechnet sich als Produkt aus dem m-Wert und der Schichtdicke des Baustoffs und kennzeichnet ebenfalls die Diffusionsdichte von Baustoffen. Er wird zur grafischen Darstellung des Diffusionsverhaltens von Bauteilen im sogenannten Glaser-Verfahren benötigt.

Wasserdampfdruck p [Pa]Neben der relativen Luftfeuchte spielen beim Diffusionsvorgang auch Druckverhältnisse eine entscheidende Rolle. Es wird zwischen dem Partial- oder Teildruck p und dem Sättigungsdruck ps unterschie-den. Der Teildruck wird aus dem Verhältnis der vorhandenen relativen Luftfeuchte zum temperaturabhängigen Sättigungsdruck bei 100 % relativer Luftfeuchte nach folgender Formel bestimmt:p = f · ps

Dampfdiffusionswiderstand zwei typischer Wände

Wandaufbau von außen nach innen Dampfdiffusionswider-stand des Stoffes m

Diffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd

i20ºC

e-10ºC

Wand 2:Monolithische Wand mitgroßem Dampfdiffusions-widerstand an der Außen-seite und eingeschränkterkapillarer Leitfähigkeit.

i20ºC

e-10ºC

Wand 1:Monolithische Wand mitgeringem Dampfdiffusions-widerstand und guterkapillarer Leitfähigkeit.

Wand 1: Monolithische Wand ohne Zusatzdämmung, U-Wert = 0,30 W/m2k 2 cm Mineral-Leichtputz 36,5 cm Planziegel-T 12 1,5 cm Innenputz + Tapete

Insgesamt

15/205/1015/35

0,40 m1,83 m0,23 m2,46 m

i20ºC

e-10ºC

Wand 2:Monolithische Wand mitgroßem Dampfdiffusions-widerstand an der Außen-seite und eingeschränkterkapillarer Leitfähigkeit.

i20ºC

e-10ºC

Wand 1:Monolithische Wand mitgeringem Dampfdiffusions-widerstand und guterkapillarer Leitfähigkeit.

Wand 2: Monolithische Wand mit Zusatzdämmung, U-Wert = 0,30 W/m2k 2 cm Kunstharzputz 12 cm PU-Hartschaum 24 cm Ziegelmauerwerk 1,5 cm Innenputz + Tapete Insgesamt

50/20030/1005/1015/35

4,00 m12,00 m1,20 m0,23 m

17,43 m

Der Diffusionswiderstand von Wand 2 ist etwa 7-mal größer als von Wand 1. Dadurch wird die Feuchteregulierung über die Wand stark eingeschränkt.

Page 21: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�1

Die Werte für den jeweiligen Sättigungsdruck unter einer bestimmten Temperatur können ebenso wie die stationären Randbedingungen von Temperaturen und relativen Luftfeuchten direkt Tabellen entnommen werden, z. B. in DIN 4108-3 oder einschlägigen Tabellenwerken.

Der Dampfdruckverlauf durch ein Bauteil kann grafisch nach dem Glaser-Verfahren dar-gestellt werden. Danach kann der Ausfall von Tauwasser im Bauteil abgeschätzt werden. Voraussetzung sind Temperatur- und Druckunterschiede auf beiden Seiten des Bauteiles, sodass ein Diffusionsstrom von der höheren zur niedrigeren Konzentration stattfindet. Der Teildruck kann dabei u. U. den Sättigungsdruck annehmen, d. h. die beiden Kurven berüh-ren sich. Erreicht der Teildruckverlauf den Sättigungsbereich, ist die maximale Aufnahme- fähigkeit für Wasserdampf erreicht und Wasser fällt als Kondensat im Bauteil aus. Die zulässigen Kondensatmengen sind nach Art und Funktion der Bauteile in DIN 4108-3 festgelegt.

TauwasserschutzNach DIN 4108-3 ist eine Tauwasserbildung in Bauteilen unschädlich, wenn durch Er-höhung des Feuchtigkeitsgehalts der Bau- und Dämmstoffe der Wärmeschutz und die Standsicherheit der Bauteile nicht gefährdet werden. Dies ist der Fall, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: Das während der Tauperiode im Innern des Bauteils anfallende Wasser muss während

der Verdunstungsphase wieder an die Umgebung abgegeben werden können. Die Baustoffe, die mit Tauwasser in Berührung kommen, dürfen nicht geschädigt

werden (z. B. Pilzbefall etc.). Bei Dach- und Wandkonstruktionen darf eine Tauwassermasse von insgesamt

1,0 kg/m nicht überschritten werden. Tritt Tauwasser an Berührungsflächen von kapillar nicht wasseraufnahmefähigen

Schichten auf, so darf zur Begrenzung des Ablaufens oder Abtropfens eine Tau-wassermenge von 0,5 kg/m nicht überschritten werden.

Bei Holz ist eine Erhöhung des massebezogenen Feuchtigkeitsgehaltes um mehr als 5 %, bei Holzwerkstoffen um mehr als 3 % unzulässig.

Schematische Darstellung vom Verlauf des Wasserdampfsättigungs- und -teildrucks durch ein mehrschichtiges Bauteil zur Ermittlung etwaigen Tauwasserausfalls (Im Beispiel bleibt der Querschnitt tauwasserfrei).

Page 22: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

Abdichtungen

8, 9, 10

Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit(siehe auch DIN 18195, Teil 4)

Abdichtung gegen nichtdrückendes Wasser (siehe auch DIN 18195, Teil 5)

Abdichtung gegen drückendes Wasser (siehe auch DIN 18195, Teil 6)

��

BauwerksabdichtungGrundvoraussetzung für höherwertige bzw. wohnraumähnliche Nutzung der Räume in Gebäuden ist, dass diese trocken, d. h. im Zustand der Ausgleichsfeuchte sind. Es muss deshalb grundsätzlich für einen dauerhaften Schutz gegen von außen einwirkende Feuchtigkeit gesorgt werden.

Bei einschaligen Außenwänden erfolgt dieser Schutz in der Regel durch Aufbringen eines Putzes. Bei zweischaligen Konstruktionen wird der Feuchteschutz durch Erstellen einer zweiten Haut in Form einer Vorsatzschale aus Vormauerziegeln oder Klinkern bzw. einer alternativen Vorhangfassade realisiert.

Bei erdberührten Wandkonstruktionen, z. B. bei Kellerwänden, sind in Bezug auf ihre Abdichtung besondere Maßnahmen zu treffen.

Die Feuchtigkeitsbelastung kann grundsätzlich in vier Belastungsfälle eingeteilt werden:

Bodenfeuchtigkeit nicht stauendes Sickerwasser aufstauendes Sickerwasser und Grundwasser drückendes Wasser

Die im jeweiligen Belastungsfall erforderlichen Abdichtungsmaßnahmen, Abdichtungs-stoffe, Bemessungen und Ausführungen sind in der DIN 18195 – Bauwerksabdichtungen Teile 1 bis 10 und für die häufiger verwendeten Emulsionsabdichtungen (Dickbeschich-tungen) zusätzlich in der „Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB)“ geregelt, die vom Verband Deutsche Bauchemie e. V. herausgegeben wird.

Ziegelmauerwerk bietet für Bauwerksabdichtungen ein besonderes Maß an Sicherheit. Da Ziegelmauerwerk nicht schwindet, kommt es nicht zu Schwindrissen, die das Ab-dichtungssystem gefährden. Der Schutz der Abdichtung muss in jedem Fall vor dem Verfüllen der Baugrube durch eine Schutzmaßnahme entsprechend DIN 18195 Teil 10 sichergestellt werden. Der Auffüllschutz ist im Regelfall von der Abdichtung zu trennen. Er darf gleichzeitig eine Nutzschicht (senkrechter Teil der Dränanlage und/oder Perime-terdämmung) sein. Für den Belastungsfall „nichtdrückendes Wasser“ ist die Anordnung einer Dränanlage nach DIN 4095 zu empfehlen.

Prinzipskizze: Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit

Page 23: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

��

Übersicht zur Anwendung der bauaufsichtlichen Vorschriften zur Bauwerksabdichtung

Ermittlung des Grundwasserstandes und der Eintauchtiefe

VOB Teil C DIN 18��6Allgemeine technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) Abdichtungsarbeiten

Klärung der mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchung

1) Dränung nach DIN 10952) Bis zu Gründungstiefen von 3 m unter Geländeoberkante, sonst Zeile 8 3) Definition Nassraum siehe 3.314) Bis etwa 10 cm Anstauhöhe bei Intensivbegrünungen

5) Beschreibung siehe 7.3 von DIN 18195-56) Beschreibung siehe 7.2 von DIN 18195-57) Umgänge, Duschräume 8) Siehe DIN 18130-1

Quelle: DIN 18195 : 2000-08

Bemessung Abdichtungsstoff Lagenanzahl Einbauverfahren

DIN 1819�-8Abdichtungen über Bewegungsfugen

DIN 1819�-9Durchdringungen, Übergänge, Abschlüsse

DIN 1819�-10 Schutzschichten und Schutzmaßnahmen

Bauteilart Wasserart Einbausituation Art der Wassereinwirkung

Art der erforderlichen Abdichtung nach

Erdberührte Wände und Bodenplatten oberhalb des Bemessungswasser-standes

KapillarwasserHaftwasserSickerwasser

stark durchlässiger Boden8)

> 10-4 m/swenig durch- mit lässiger Boden8) Dränung1)

≤ 10-4 m/s ohne Dränung2)

Bodenfeuchte und nichtstauendesWasser

aufstauendesSickerwasser

DIN 18195-4

Abschnitt 9 von DIN 18195-6:2000-08

Waagerechte und geneigte Flächen im Freien und im Erdreich; Wand- und Bodenflächen in Nassräumen3)

Niederschlagswasser SickerwasserAnstaubewässerung4)

Brauchwasser

Balkone u. ä. Bauteile im WohnungsbauNassräume3) im Wohnungsbau6)

genutzte Dachflächen5)

intensiv begrünte DächerNassräume (ausgenommen Wohnungsbau)6)

Schwimmbäder7)

nicht genutzte Dachflächen, frei bewittert, ohne feste Nutzschicht, einschließlich Extensivbegrünung

nichtdrückendes Wasser, mäßigeBeanspruchungnichtdrückendesWasser, hoheBeanspruchung

nichtdrückendesWasser von außen

8.2 vonDIN 18195-5:2000-08

8.3 vonDIN 18195-5:2000-08

DIN 18531

Erdberührte Wände, Boden- und Deckenplatten des Bemessungswasser-standes

GrundwasserHochwasser

Jede Bodenart, Gebäudeartund Bauweise

drückendes Wasservon außen

Abschnitt 8 vonDIN 18195-6:2000-08

Wasserbehälter,Becken

Brauchwasser Im Freien und in Gebäuden drückendes Wasser von innen

DIN 18195-7

Page 24: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�4

Schallschutz Unter dem Oberbegriff baulicher Schallschutz werden Maßnahmen verstanden, die eine von einer Schallquelle ausgehende Schallübertragung außer- oder innerhalb eines Ge-bäudes verringern. Somit gehört der bauliche Schallschutz zu den wichtigsten Kriterien für die Qualitätsbewertung eines Wohnhauses bzw. einer Wohnung. Nach dem Bauord-nungsrecht legt die DIN 4109 den vorgesehenen Mindestschallschutz zwischen fremden Nutzungsbereichen fest. Diese Mindestanforderungen dürfen nicht unterschritten werden. Davon abweichend kann auf Wunsch ein höherer Schallschutz gefordert werden. Vor-schläge für erhöhten Schallschutz bietet das Beiblatt 2 zur DIN 4109 bzw. die VDI-Richt-linie 4100. Die dort definierten Vorgaben müssen i. d. R. ausdrücklich vereinbart werden. Für den Schallschutz im eigenen Nutzungsbereich sind ebenfalls lediglich Vorschläge definiert.

SchallUnter Schall versteht man mechanische Schwingungen und Wellen eines elastischen Me-diums, insbesondere im Frequenzbereich des menschlichen Hörens von etwa 16–20.000 Hertz. Es wird zwischen Luft- und Körperschall unterschieden.

LuftschallLuftschall ist die Ausbreitung der Schallwellen in einem gasförmigen Medium. Bei Auftref-fen der Luftschallwellen auf ein Bauteil wird dieses ebenfalls zum Schwingen angeregt. Im Bauteil wird dabei der Schall als Körperschall weitergeleitet und durch den Widerstand des Bauteils auf der anderen Wandseite abgeschwächt wieder als Luftschall freigesetzt. Dieser Widerstand wird als Luftschalldämmung eines Bauteils bezeichnet. Bauteile kön-nen in Abhängigkeit von ihrer Bauweise und ihrem Gewicht sehr unterschiedliche Luft-schalldämmmaße aufweisen.

KörperschallKörperschall ist die Ausbreitung des Schalls in einem Körper, nachdem dieser angeregt wurde, z. B. durch Rohre aus Sanitärinstallation, handwerkliche Arbeiten an der Wand. Körperschall wird als Luftschall wieder abgestrahlt.

Tabelle 1: Fremder Wohn- und Arbeitsbereich. Normative Anforderungen bzw. Vorschläge für den erhöhten Schallschutz gem. DIN 4109

Bauteile*Anforderungen an bewertetes

Schalldämmmaß R’w (dB)**Vorschläge für erhöhten

Schallschutz R’w (dB)

1. Geschosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen: Wohnungstrennwände u. Wände zwischen fremden Arbeitsräumen Treppenraumwände und Wände neben Hausfluren Wände neben Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen u. ä. Wände von Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Gemeinschaftsräumen

535255

55

≥ 55≥ 52

2. Einfamilien-Doppelhäuser und Einfamilien-Reihenhäuser: Haustrennwände (Wohnungstrennwände) 57 ≥ 67

3. Beherbergungsstätten, Krankenanstalten, Sanatorien: Wände zwischen Übernachtungs- bzw. Krankenräumen Wände zwischen Fluren und Übernachtungs- bzw. Krankenräumen

4747

≥ 52≥ 52

* Erforderliche Luftschalldämmung von Wänden zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Arbeitsbereich.

** Vorschläge für erhöhte Luftschalldämmung von Wänden zum Schutz gegen Schallübertragung aus einem fremden Wohn- und Arbeitsbereich.

Luft-schall-anregung

Körper-schallan-regung

Page 25: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

��

TrittschallTrittschall ist eine Art von Körperschall, der z. B. durch Begehen von Deckenplatten ent- steht. Für solche Deckenbauteile sind ebenfalls Widerstandswerte als Trittschalldämm-maße definiert.

SchallabsorptionDie Schallabsorption (Schallschluckung) tritt beim Reflexionsvorgang einer Schallwelle an einer Bauteiloberfläche auf. Je nach der Oberflächenbeschaffenheit wird dabei ein mehr oder weniger großer Teil der Schallenergie umgewandelt. Die Fähigkeit Schallwellen aufzunehmen, hängt somit von der Beschaffenheit des Baustoffes ab, u. a. von seiner Porosität. Sie wird ausgedrückt durch den frequenzabhängigen Schallabsorptionsgrad. Die Schalldämmung und die Schallabsorption müssen bei der Schallschutzbewertung eines Gebäudes getrennt behandelt werden. Eine Wand kann z. B. gut schalldämmend sein, aber gleichzeitig eine geringe Schallabsorption aufweisen oder umgekehrt.

Schalldämmmaß, R’w,R Das bewertete Schalldämmmaß R’w,R ist das nach den Vorgaben der DIN 4109 berech-nete Schalldämmmaß unter Berücksichtigung der Schallübertragung über flankierende Bauteile. Die bewerteten Schalldämmmaße von Ziegelmauerwerk einschließlich Putz können der Tabelle, S. 27 entnommen werden.

SchalldämmungDie Schalldämmung von massiven Wänden hängt in erster Linie vom Gewicht je Flächen-einheit ab. Die flächenbezogene Masse der Wand ergibt sich aus der Dicke der Wand und deren Rohdichte. Zusätzliche Einflussgrößen sind z. B. Mauerwerksöffnungen, Putz-auftrag und Anschlussdetails.

SchalllängsleitungEin nicht unerheblicher Teil der Schallenergie wird konstruktionsbedingt durch die Schall-längsleitung über flankierende Bauteile übertragen. Aus diesem Grund sollten flankieren-de Wände immer ausreichend schwer bemessen und dauerhaft steif ausgeführt werden. Dagegen sollten leichte Trennwandkonstruktionen, die i. d. R. nicht tragend ausgebildet werden, durch entsprechende Anschlussprofile möglichst entkoppelt werden.

Tabelle 2: Eigener Wohn- und Arbeitsbereich. Vorschläge für normalen und erhöhten Schallschutz gem. DIN 4109 Beiblatt 2

BauteileVorschläge für normalen

Schallschut R’w (dB)Vorschläge für erhöhten

Schallschutz R’w (dB)

1. Wohngebäude: Wände ohne Türen zwischen lauten und leisen Räumen unterschiedlicher Nutzung, z. B. Wohnzimmer und Kinderschlafzimmer 40 ≥ 47

2. Büro- und Verwaltungsgebäude: Wände zwischen Räumen mit üblicher Bürotätigkeit Wände zwischen Fluren und Räumen mit üblicher Bürotätigkeit Wände von Räumen für konzentrierte geistige Tätigkeit oder zur Behandlung vertraulicher Angelegenheiten, z. B. zwischen Direktions- und Vorzimmer Wände zwischen Fluren und Räumen, z. B. zwischen Direktions- und Vorzimmer

3737

45

45

≥ 42≥ 42

≥ 52

≥ 52

Luftschalldämmung – Wieviel Schall gelangt in den Nachbarraum?

Schallabsorption – Wieviel Schall wird in den eigenen Raum zurückgeworfen?

Page 26: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

– 50

– 40

– 30

– 20

– 10

R´w,R,res

R’w,R,res = Bewertetes Schalldämmmaß des Bauteils Wand mit Fenster [dB]

Mauerziegel ρ =2,0 [kg/dm3]

POROTON-Blockziegel-T ρ = 0,9 [kg/dm3]

EinschaligeAußenwand

ZweischaligeAußenwand

�6

Schalldämmung von AußenbauteilenDer erforderliche Schallschutz von Außenbauteilen eines Gebäudes orientiert sich an der Lärmbelastung, welcher die Fassade einschließlich Fenstern und Türen ausgesetzt ist sowie an der Nutzungsart der zu schützenden Räume. Für Außenwände ergibt sich daher aus den verschiedenen Komponenten, wie z. B. Wand und Fenster ein resultie-rendes Schalldämmmaß R’w,R, res. Dabei ist die schalltechnische Qualität der Fassade im Wesentlichen vom Schalldämmmaß der verwendeten Fenster abhängig.

Der Einfluss des Wandflächengewichtes auf das Schalldämmmaß der Konstruktion wird durch die schalltechnische Schwachstelle Fenster deutlich relativiert. Insofern birgt das Argument, auch in Außenwänden möglichst schwere Materialien (z. B. Kalksandsteine mit hoher Rohdichte) einzusetzen, wie das folgende Beispiel anschaulich zeigt, keinen nennenswerten Vorteil.

Wände mit Öffnungen (Fenster, Türen) weisen bei steigendem Wandgewicht keine Verbesserung des Schalldämmmaßes auf.

Wandaufbau zweischalig einschalig

Hintermauerwerk POROTON-Blockziegel-T Mauerziegel POROTON-Blockziegel-T MauerziegelDicke (m) 0,24 0,24 0,365 0,24Rohdichte (kg/dm3) 0,90 2,00 0,90 2,0Mauermörtel NM NM LM NMLuftschicht/Dämmung* (4 cm) ja ja – –Vormauerwerk Verblender Verblender – –Dicke (m) 0,115 0,115 – –Rohdichte (kg/dm3) 1,6 1,6 – –Thermohaut – – – ja**Flächenbezogene Masse gesamt (kg/m2) 420,50 615,10 363,90 481,00R’w,R,1 (dB) 58 63 51 54 (49)S1 (m2)/S2 (m2) 20,0/2,0 20,0/2,0 20,0/4,0 20,0/4,0R’w,R,res (dB) 45,2 45,3 42,3 42,5 (42,0)

Bewertetes Schalldämmmaß Wand mit Fenster R’w,R,res

Baupraktisch von entscheidender Bedeutung

* Für die Luftschicht/Dämmung erfolgt ein Zuschlag von 5 dB. ** Es können Verschlechterungen des Schalldämmmaßes um bis zu 5 dB auftreten (siehe Klammerwert R’w,R,1). Für Innen- und Außenputz wurde jeweils ein Flächengewicht von 25 kg/m2 berücksichtigt. Es wurde ein Fenster mit R’w,R,2 = 35 dB nach DIN 4109 angenommen.

Page 27: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

��

Errechnete Schalldämmmaße möglicher Ziegelkonstruktionen

Alle Wandkonstruktionen beidseitig verputzt.

BezeichnungZiegelrohdichte(kg/dm2)

Einschalige Konstruktionen Zweischalige Haustrennwände

Ziegeldickecm

Bewertetes SchalldämmaßdB

Wanddicke cm

Ziegeldickecm

Trennfugenmit Faserdämm-plattencm

BewertetesSchalldämmmaßdB

Wanddickecm

Planziegel0,9

17,5 44 20,5 2 x 17,5 3,0 6� 41,024,0 4� 27,0 2 x 24,0 3,0 66 54,0

S 110,9

30,0 48 33,036,5 �0 39,5

Blockziegel0,9

11,5 4� 14,5 2 x 11,5 5,0 �9 31,017,5 4� 20,5 2 x 17,5 3,0 64 41,024,0 48 27,0 2 x 24,0 3,0 6� 54,030,0 �0 33,036,5 �� 39,5

Planziegel1,0

24,0 48 27,0 2 x 24,0 3,0 6� 54,0

HLz-Block1,�

11,5 44 14,5 2 x 11,5 3,0 6� 29,017,5 4� 20,5 2 x 17,5 3,0 66 41,024,0 �0 27,0 2 x 24,0 3,0 �0 54,0

HLz-Plan1,�

11,5 4� 14,5 2 x 11,5 3,0 61 29,015,0 4� 18,0 2 x 15,0 3,0 64 36,017,5 4� 20,5 2 x 17,5 3,0 6� 41,020,0 48 23,024,0 �0 27,0 2 x 24,0 3,0 69 54,0

HLz-Block1,4

11,5 4� 14,5 2 x 11,5 3,0 6� 29,017,5 49 20,5 2 x 17,5 3,0 68 41,024,0 �� 27,0 2 x 24,0 3,0 �1 54,030,0 �4 33,036,5 �6 39,5

HLz-Plan1,4

11,5 44 14,5 2 x 11,5 3,0 6� 29,017,5 48 20,5 2 x 17,5 3,0 6� 41,024,0 �1 27,0 2 x 24,0 3,0 �0 54,0

HLz-Block1,6

11,5 46 14,5 2 x 11,5 3,0 6� 29,017,5 �0 20,5 2 x 17,5 3,0 69 41,024,0 �� 27,0 2 x 224,0 3,0 �� 54,030,0 �� 33,036,5 �8 39,5

Mauerziegel1,8

11,5 4� 14,5 2 x 11,5 3,0 66 29,017,5 �1 20,5 2 x 17,5 3,0 �0 41,024,0 �4 27,0 2 x 24,0 3,0 �4 54,030,0 �6 33,036,5 �8 39,5

Mauerziegel�,0

11,5 4� 14,5 2 x 11,5 3,0 6� 29,017,5 �� 20,5 2 x 17,5 3,0 �� 41,024,0 �� 27,0 2 x 24,0 3,0 �� 54,030,0 �� 33,036,5 60 39,5

Verfüllziegel

PFZ-TVerfüllbeton$ C 12/15

17,5 �� 20,5 2 x 17,5 3,0 �1 41,024,0 �� 27,0 2 x 24,0 3,0 �4 54,030,0 �� 33,0

Rechenwerte nach DIN 4109, baupraktische Abweichungen möglich. Gültig für flankierende Bauteile mit einer flächenbezogenen Masse mL., mittel von etwa 300 kg/m2, für andere mittlere flächenbezogenen Massen von flankierenden Bauteilen siehe Abschnitt 3.2. DIN 4109 Beiblatt 1.

In der Neufassung der DIN 4109 sind grundlegende Änderungen an die Anforderungen im mehrgeschossigen Objektbau zu erwarten. Zukünftig wird im Schallschutz ähnlich bilanziert wie schon jetzt im Wärmeschutz. Die schallschutztechnischen Werte im Objektbau sind dann von der Gesamtkonstruktion abhängig.

Die Bewertung von Schalldämmmaßen nach dem neuen europäischen Rechenmodell nach DIN EN 12354-1 ist in dieser Broschüre noch nicht berücksichtigt. Die danach zu bestimmenden RW,R-Werte sind nicht mit den bisherigen R’W,R-Werten der geltenden DIN 4109 vergleichbar.

Zur Planungssicherheit können die Schalldämm-Maße RW,R für Wandkonstruktionen mit POROTON-Hochlochziegeln in der Bauberatung erfragt werden.

Page 28: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�8

Brandschutz

BrandverhaltenPOROTON-Ziegel sind ein nicht brennbarer Baustoff und daher in die anspruchvollste Baustoffklasse „A“ eingestuft. Wände aus POROTON-Ziegeln sind schon bei geringen Dicken feuerbeständig, d. h. sie werden in die Feuerwiderstandsklasse F 90 A eingestuft.

BrandwändeBrandwände müssen aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen (Baustoffklasse A) und mindestens der Feuerwiderstandsklasse F 90 angehören. Gleichzeitig müssen sie einer seitlichen Schlagbeanspruchung unter Feuereinwirkung standhalten. Brandwände aus Ziegel lassen sich bereits ab 17,5 cm Dicke erstellen.

FeuerwiderstandsklasseDie Feuerwiderstandsklasse eines Bauteils gibt an, wie lange ein Bauteil mindestens dem Feuer ausgesetzt werden kann, ohne durch den Brand zerstört zu werden. Die Einstufung von Baustoffen bzw. Bauteilen in Feuerwiderstandsklassen erfolgt nach DIN 4102. Dabei ist die Wahl der Baustoffe, die Art der statischen Beanspruchung sowie die Art der Brand-beanspruchung von Bedeutung. Ziegel erreichen i. d. R. schon in der Wanddicke 11,5 cm die Feuerwiderstandsklasse F 90, d. h. sie halten im Brandfall dem Feuer mindestens 90 Minuten lang stand.

Page 29: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�9

Produkt-BezeichnungPOROTON-ZiegelZulassung DIBT

Ro

hd

ich

te [

kg/d

m� ]

Wa

nd

stä

rke

[cm

]

FeuerwiderstandsklasseAusnutzungsfaktor alpha = 1,0*1 Ausnutzungsfaktor alpha = 0,6*2 Ausnutzungsfaktor alpha = 0,77

Brandwand(REI-M 90)

nichttragenderaumabschließendeWände (einseitigeBrandbeanspruchung)(EI)

tragenderaumabschließendeWände (einseitigeBrandbeanspruchung)(REI)

tragende nicht-raumabschließendeWände (mehrseitigeBrandbeanspruchung)(R)

tragende Pfeiler bzw.nichtraumabschließendeWände (mehrseitigeBrandbeanspruchung)(R)

ein

sch

alig

zwe

isc

ha

lig

beidseitig verputzt nach DIN 18��0-�/4

T 8Z-17.1-872

0,642,5 – F 30-AB – – –

T 9Z-17.1-674

0,65 30,0 F 90-AB F 90-AB F 90-AB – –* –*36,5 F 90-AB F 90-AB F 90-AB – –* –*

S 11Z-17.1-812

0,9 30,0 F 90-AB F 90-AB F 90-AB – –* –*36,5 F 90-AB F 90-AB F 90-AB – –* –*

Plan-T 10Z-17.1-889

0,65Breite $ 49,0 cm

30,0 F 30-A F 90-A – – l l

36,5 F 30-A F 90-A F 30-A F 30-A l l

Plan-T 1�Z-17.1-877

0,65

Breite $ 36,5 cm24,0 F 30-A F 30-A – – – –30,0 F 30-A F 30-A F 30-A F 30-A – –

$ 36,5 F 30-A F 30-A F 30-A F 30-A – –

Plan-T 14/16�)

Z-17.1-651

0,70/

0,75

Breite $ 36,5 cm17,52) F 30-A F 30-A – – – –24,0 F 30-A F 30-A – – – –30,0 F 30-A F 90-A F 30-A F 30-A l*1 l*1

$ 36,5 F 30-A F 90-A F 30-A F 30-A l*1 l*1

Plan-T 16Z-17.1-490

0,8Breite $ 30,0 cm

30,0 F 180-A F 120-A F 120-A F 120-A l l

36,5 F 180-A F 180-A F 180-A F 120-A l l

Plan-TZ-17.1-678

0,8

Breite $ 30,0 cm17,5 – F 30-A – – – –24,0 F 90-A F 30-A – – – –36,5 F 90-A F 90-A F 30-A F 30-A l l

HLz-Plan-TZ-17.1-728

0,8–

1,4

Breite $ 36,5 cm11,5 F 120-A*1 F 120-A*1 F 120-A*1 – – –17,5 F 180-A*1 F 180-A*1 F 120-A*1 F 120-A*1 – l

24,0 F 180-A*1 F 180-A*1 F 180-A*1 F 180-A*1 l l

HLz-Plan-TZ-17.1-868

0,8–

1,4

Breite $ 30,0 cm11,5 F 120-A*1 F 120-A*1 F 120-A – – –17,5 F 180-A*1 F 180-A*1 F 120-A F 120-A l*1 l

24,0 F 180-A*1 F 180-A*1/F 90-A F 180-A F 180-A l l

Plan-T �00Z-17.1-706

1,2

Breite $ 1,0 m15,0 F 180-A F 120-A F 90-A F 120-A – –17,5 F 180-A F 180-A F 120-A F 180-A l*1 l

20,0 F 180-A F 180-A F 120-A F 180-A l*1 l

1,0 24,0 F 180-A F 180-A F 180-A F 180-A l*2 l

PlanfüllziegelZ-17.1-537Z-17.1-5593)

$ C 12/15 (0–16 mm)

0,8

Breite $ 50,0 cm17,5 – F 90-A F 30-A F 30-A l l

24,0 – F 90-A F 90-A F 90-A l l

30,03) – F 90-A F 90-A F 90-A l l

* Zustimmung der obersten Bauaufsichtbehörde im Einzelfall.

Brandschutz PlanziegelDer erforderliche Brandschutz ist in den jeweiligen Landesbauordnungen definiert. Bauteile werden durch Klassifizierung nach DIN 4102-4 oder aufgrund von Brandversuchen nach DIN 4102-2/3 entsprechend der Feuerwiderstandsdauer in Feuerwiderstandsklassen eingestuft. Bezeichnung der Feuerwiderstandsklasse: F 90-A = Feuerwiderstandsdauer 90 Minuten, Baustoffklasse A (nicht brennbare Baustoffe).

Page 30: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�0

Form- beständigkeit

FormänderungFormänderungen von Baustoffen ergeben sich durch kurz- und langfristige Lasteinwir-kungen. Daneben kann Feuchtigkeitsentzug zum Schwinden, Feuchtigkeitsaufnah-me zum Quellen führen. Temperaturveränderungen machen sich als Kontraktion oder Längendehnung bemerkbar. Deshalb ist es wichtig, Materialeigenschaften und Konstruk-tion aufeinander abzustimmen und konsequenterweise die Außen- und Innenwände aus demselben Wandbaustoff herzustellen.

KriechenKriechen kann in elastische und plastische Verformungen unterteilt werden. Die elas-tische Verformung ist der Teil der Verformung, der nach Entlastung zurückgeht. Bei der plastischen Verformung legt die Materialfaser einen Kriechweg zurück, der w-mal so groß ist, wie die elastische Verformung. Das Kriechmaß nähert sich dabei mit Zunahme der Belastungsdauer der Endkriechzahl w

.

SchwindenAlle nicht metallischen Baustoffe weisen unter praktischen Verhältnissen einen mehr oder minder großen Wassergehalt auf, der das Volumen beeinflusst. Bei der Wasserabgabe (Austrocknen) tritt eine Verminderung (Schwinden), bei der Wasseraufnahme eine Vergrö-ßerung (Quellen) der Abmessungen ein. Ziegel besitzen gegenüber den mit hydraulischen Bindemitteln hergestellten Baustoffen den entscheidenen Vorteil, dass bei ihnen durch den Trocken- und Brennprozess der Schwindungsvorgang bereits vor ihrer Verwendung beendet ist. Sie bringen somit beste Voraussetzungen für rissfreies Mauerwerk mit.

Frostbeständigkeit von POROTONFrostbeständigkeit von Leichthochlochziegeln ist nach DIN 105-2 nicht gefordert. Da sich jedoch die Makroporen des POROTON-Ziegels kapillar nicht mit Wasser füllen und bei einem evtl. Gefrieren des Wassers im kapillaren Teil der Ziegelmasse diese Poren als Ex-pansionskammern zur Verfügung stehen, ist POROTON frostunempfindlich.

Formänderungseigenschaften von Wandbaustoffen im VergleichRechenwerte für die Verformungseigenschaften von Mauerwerk nach DIN 1053 Teil 1

Mauersteinart

Endwert der Feuchtedehnung (Schwinden, chemisches

Quellen)Endkriechzahl

ƒ1) w

2)

Rechenwert Wertebereich Rechenwert Wertebereich

mm/m –

Mauerziegel 0 +0,3 bis -0,2 1,0 0,5 bis 1,5

Kalksandsteine -0,2 -0,1 bis -0,3 1,5 1,0 bis 2,0

Leichtbetonsteine -0,4 -0,2 bis -0,5 2,0 1,5 bis 2,5

Betonsteine -0,2 -0,1 bis -0,3 1,0 –

Porenbetonsteine -0,2 +0,1 bis -0,3 1,5 1,0 bis 2,51) Verkürzung (Schwinden): Vorzeichen minus; Verlängerung (chemisches Quellen): Vorzeichen plus2) w = k /el; k = Endkriechdehnung, el = s/E

Nachweis der Risssicherheit

Rechenbeispiel 1Gleiche Formänderungs-Eigenschaftwerte über alle Geschosse für Innen- u. Außenwand.Außenwand Innenwand, QuerwandLeichthochlochziegel KalksandsteinLHLz 6-0,9; MG II KSV 12-1,6; MG IIvorh. s = 0,2 MN/m2 vorh. s = 0,4 MN/m2

E = 5000 N/mm2 E = 6000 N/mm2

w = 0,75 w = 1,5ƒ = ± 0,0 mm/m ƒ = -0,2mm/mDT = +10K DT = 0at = 6·10-6/KGeschosshöhe h = 2,75 m; 3 Geschosse; gesamte Wohnhöhe hges = 8,25 m. Es ergibt sich:Dƒ = 0-(-0,2mm/m) = 0,2mm/mDƒ = -0,75 · 0,2 – (-1,5 · 0,40 ) 5000 6000DK = -0,03 mm/m + 0,10 mm/m

= 0,07 mm/mDT = +10K · 6 · 10-6/K-0 = 0,06 mm/mC = 1 = 0,4 (Querwand) 1+1,51

vorh. D = (0,2 mm/m · 0,4 + 0,07 mm/m · 0,4-0,06 mm/m) · 8,25m

2,75m = 1,68 · 8,25m = 0,5404 mm/m 2,75m

D = 0,50mm/m > zul D = 0,3 mm/mErgebnis = Keine Risssicherheit!*

Rechenbeispiel 2(wie Beispiel 1, jedoch Innenwand Mauerziegel Mz 12-1,6; MGII)mit E = 6000N/mm2 w = 0,75 ƒ = ± 0,0 mm/mC = 1 = 0,57 1+0,751ƒ = 0-0 = 0 mm/mK

= -0,03 + 0,75 · 0,4 = +0,02 mm/m 6000 DT = 0,06 mm/mvorh. D = (0 + 0,2 · 0,57 + 0,06)· 8,25 m 2,75 m

= 0,21 mm/mD = 0,21 mm/m < zul D = 0,3 mm/mErgebnis = Risssicherheit!*

*Risssicherheit bei D < 0,3 mm/m

Quelle: Baukalender 1995, S 311/312, Prof. Metje

Page 31: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�1

Formänderungseigenschaften von Wandbaustoffen im VergleichRechenwerte für die Verformungseigenschaften von Mauerwerk nach DIN 1053 Teil 1

1) Verkürzung (Schwinden): Vorzeichen minus; Verlängerung (chemisches Quellen): Vorzeichen plus2) w = k /el; k = Endkriechdehnung, el = s/E

Statik DruckfestigkeitDruckfestigkeit ist die Bruchlast in N/mm2, bezogen auf die gesamte Lagerfläche (Druckfläche einschließlich Lochungsquerschnitt). Die Einstufung der Ziegel in Festig- keitsklassen nach DIN 105 erfolgt nach der bei der Prüfung festgestellten Belastbar-keit bis zum Bruch.

FestigkeitsklassenFestigkeitsklassen für Ziegel sind in DIN 105 festgelegt. Die Klasseneinteilung erfolgt in Stufen von 2–28. Hochfeste Ziegel und Klinker können auch noch deutlich höhere Festigkeiten aufweisen. Wärmedämmende POROTON-Ziegel erreichen Festigkeits-klassen von 6–12. Die Festigkeitsklasse des Ziegels allein gibt keinen Aufschluss über die Tragfähigkeit des Mauerwerkes, sondern führt in Verbindung mit dem ver-wendeten Mörtel zu einem Wert der Mauerwerksdruckspannung.

FugendickeDie Fugendicken ergeben sich aus DIN 4172 „Maßordnung im Hochbau“. Sie dürfen nicht wesentlich über- oder unterschritten werden. Nach DIN 105 „Zulässige Maßto-leranzen“ sind Differenzen über größere Strecken auszugleichen, um im Bereich der Soll-Fugendicken zu bleiben. Die Lagerfuge soll im Mittel 1,2 cm dick sein. Diese Fugendicke reicht zum Ausgleich zulässiger Maßtoleranzen des Materials aus. Dicke- re oder ungleichmäßig dicke Lagerfugen verringern die Mauerwerksfestigkeit und können infolge unterschiedlichen Verformungsverhaltens von benachbarten, ver-schieden dicken Lagerfugen Bereiche örtlicher Spannungserhöhungen hervorrufen. Der Mörtel ist so aufzubringen, dass die Ziegel satt im Mörtelbett liegen. POROTON-Ziegel verfügen in der Regel über eine verzahnte, nicht zu vermörtelnde Stoßfuge. Dies erkennen Sie an der Bezeichnung „T“.

Wichtig: Bei Planziegelmauerwerk wird der Fugenanteil nochmals minimiert. Durch die Verarbeitung mit Dünnbettmörtel verringert sich die Lagerfugendicke auf lediglich 1 mm. Je geringer der Mörtelfugenanteil, umso besser der Wärmeschutz.

Beispiele der statischen Vorteile des Planziegelsystems: Zulässige Mauerwerksdruckspannungen im Vergleich

Produkt Block-T12 Plan-T12 Block-T14 Plan-T14 Block-T16 Plan-T16 Hochlochziegel Block-T

Hochlochziegel Plan-T

Festigkeitsklasse 6 10 6 8 8 12 12 12Mörtel LM 21 DM LM 21 DM LM 21 DM LM 21 DMMauerwerksdruck-spannung [MN/m2] 0,7 1,0 0,6 1,2 0,7 1,8 0,9 1,8

+100 %+157 %

+100 %

0,60,7

1,2

1,8

2,0

1,0

1,5

0,5

0

+100 %

+71 %

+67 %

0,60,7

1,2

1,8

2,0

1,0

1,5

0,5

0

+43 %

+100 %+157 %

+100 %

0,60,7

1,2

1,8

2,0

1,0

1,5

0,5

0

Page 32: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

��

MauerwerksdruckspannungAus der Festigkeitsklasse des Ziegels und der Art des verwendeten Mauermörtels ergibt sich der sog. Grundwert der zulässigen Mauerwerksdruckspannung in MN/m2. Dieser Wert ermöglicht dem Tragwerksplaner schlüssige Aussagen zur Tragfähigkeit des Mauer-werks, um einen Spannungsnachweis durchzuführen. Die vorhandenen Spannungen müssen dabei stets unterhalb der zulässigen Mauerwerksdruckspannungen liegen.

Ringanker Nach DIN 1053-1 sind in Außenwänden und in Querwänden, die als lotrechte Scheiben der Abtragung waagerechter Lasten (z. B. Wind) dienen, durchlaufende Ringanker anzu-legen, wenn a) die Bauten aus mehr als zwei Vollgeschossen bestehen bzw. länger als 18 m sind,b) die Wände viele oder besonders große Öffnungen haben, c) bei nicht aussteifenden Decken (z. B. Holzbalkendecken),d) die Baugrundverhältnisse es erfordern und wenn etwa die Gefahr unterschiedlicher

Setzungen besteht.

RingbalkenBei fehlenden Deckenscheiben oder wenn z. B. unter einer Flachdachdecke eine Gleit-schicht angeordnet wird, ist ein Ringbalken als obere Halterung für die tragende Wand anzuordnen. Soll der Ringbalken auch gleichzeitig Ringankerfunktion übernehmen, ist bei der Bemessung außer der Windlast rechtwinklig zur Außenwandebene zusätzlich eine Zugkraft von 30 kN anzusetzen. Ringanker und -balken lassen sich einfach und schnell mit Ziegel-U-Schalen herstellen.

Rohdichteklasse Rechenwert für die Eigenlast in kN/m3

Eigenlast des Mauerwerks in kN/m2 bei Wanddicken

11,5 17,5 24,0 30,0 36,5 42,5 49,0

0,60 7,0 – – – – – 2,98 –

0,65 7,5 – – 1,80 2,25 2,74 3,19 3,70

0,70 8,0 – – 1,92 2,40 2,92 3,40 3,92

0,75 8,5 – 1,49 2,04 2,55 3,10 – –

0,80 9,0 1,04 1,58 2,16 2,70 3,29 3,83 4,41

0,90 10,0 1,15 1,75 2,40 – – – –

1,20 13,0 1,50 2,28 3,12 – – – –

1,40 14,0 1,61 2,45 3,36 – – – –

Planziegel

ProduktZulassung DIBT

Ro

hd

ich

te [

kg/d

m� ]

Dru

ckfe

stig

keit

*� /D

ruck

fest

igke

itskl

asse

Zul. Druckspannung[MN/m2]

Dünnbettmörtel

T 8Z-17.1-872

0,6 6*2 0,9

T 9Z-17.1-674

0,65 6*2 0,7

S 11Z-17.1-812

0,9 6 1,2

Plan-T 10Z-17.1-889

0,656 0,7

8 0,9

Plan-T 1�Z-17.1-877

0,65

6 0,7

8 0,8

10 1,0

Plan-T 14Plan-T 16 EBZ-17.1-651

0,70

6 1,0

8 1,2

12 1,5

0,75 8 1,2

Plan-T 16Z-17.1-490

0,8 12 1,8

Plan-T*1

HLz-Plan-TZ-17.1-678*1

Z-17.1-728/-868

0,8 6 1,2

0,8 8 1,4

0,9 12 1,8

Plan-T �00Z-17.1-706

1,0/1,2 12 1,8

HLz-Plan-T-1,�/-1,4Z-17.1-728/-868

1,2/1,4 20 2,4

PFZ-TZ-17.1-537Z-17.1-559*1

2,0* 8 1,7

2,0* 8 1,4*1

* Rohdichteklasse verfüllt mit Beton $ C 12/15 Körnung 0–16 mm.

Planziegel

Page 33: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

��

ÜberbindemaßDas Überbindemaß, bezogen auf die Steinhöhe, muss sein ü ≥ 0,4 · h, wobei h die Stein-höhe (Sollmaß) ist.

VerbandIn der äußeren Erscheinung des Mauerwerks ist der Verband an einem gesetzmäßigen Wechsel von Läufer und Binderschichten zu erkennen. Der Sinn des Mauerwerksver-bandes ist es, Lasten und Kräfte gleichmäßig im Mauerkörper zu verteilen. Für das Mau-ern mit genormten künstlichen Steinen nennt die DIN 1053 folgende Verbandsregeln: „Es muss im Verband gemauert werden, d. h. die Stoß- und Längsfugen übereinander liegender Schichten müssen versetzt sein“.

Tragende Wändesind überwiegend auf Druck beanspruchte, scheibenartige Bauteile zur Aufnahme lot-rechter Lasten, z. B. Deckenlasten sowie waagerechter Lasten, z. B. Windlasten.

Aussteifende Wändesind scheibenartige Bauteile zur Knickaussteifung tragender Wände. Als aussteifende Wände können auch tragende Wände verwendet werden. Aussteifende Wände müs-sen mindestens eine Länge von einem Fünftel der Höhe haben. Wenn sie mehr als ihr Eigengewicht aus einem Geschoss abzutragen haben, sind sie als tragende Wände zu bemessen.

Nichttragende Wände sind scheibenartige Bauteile, die überwiegend nur durch ihr Eigengewicht beansprucht werden und auch nicht der Knickaussteifung tragender Wände dienen. Sie müssen aber auf ihre Fläche wirkende Windlasten auf tragende Bauteile, z. B. Wand oder Decken-scheiben, abtragen. Zu den nichttragenden Wänden gehören auch Vormauerschalen aus Verblendmauerwerk.

Läuferverband 1/2-Ziegel versetzt Wilder Verband

Verband

Überbindung Das Überbindemaß (ü) muss zur sicheren Last-verteilung innerhalb des Mauerwerksverbandeseingehalten werden.

Es lässt sich nach der Formelü ≥ 0,4 · h bestimmen.

Bei Kleinformaten gilt ü ≥ 4,5 cm.h = Steinhöhe in cm.

1. Beispiel: POROTON-Planziegel mit h = 24,9 cm ü ≥ 0,4 · 24,9 = 9,96 cm gewählt ü = 10 cm

2. Beispiel: Kleinformat NF mit h = 7,1 cm ü ≥ 0,4 · 7,1 = 2,84 cm 2,84 cm ≤ 4,5 cm gewählt ü = 4,5 cm

Wandansicht

Wichtig: Unabhängig von Art und Größe der Ziegelist das Überbindemaß in jedem Fall einzuhalten!Dies gilt auch für alle anderen Wandbaustoffe.

Sinn des Überbindemaßes

ÜberbindungDas Überbindemaß (ü) muss zur sicherenLastverteilung innerhalb des Mauerwerksverbandeseingehalten werden.

Es lässt sich nach der Formelü ≥ 0,4 · h bestimmen.

Bei Kleinformaten gilt ü ≥ 4,5 cm.

h = Steinhöhe in cm.

1. Beispiel: POROTON-Planziegel mit h = 24,9 cmü ≥ 0,4 · 24,9 = 9,96 cmgewählt ü = 10 cm

2. Beispiel: Kleinformat NF mit h = 7,1 cmü ≥ 0,4 · 7,1 = 2,84 cm2,84 cm ≤ 4,5 cmgewählt ü = 4,5 cm

Wichtig: Unabhängig von Art und Größe der Ziegelist das Überbindemaß in jedem Fall einzuhalten!Dies gilt auch für alle anderen Wandbaustoffe.

Wandansicht

Sinn des Überbindemaßes

Lastverteilung bei Einhaltung des Überbindemaßes.Seitliche Halterung des belasteten Bereichs durchHaftverbund der Lagerfuge.(60º = idealisierte, rechnerische Lastverteilung)

Lastverteilung bei Verband ohnenormgerechte Überbindung.Der hochbelastete Bereich kann seitlich über diekleinen Lagerfugen kaum gehalten werden.(Wirkung als Pfeiler in der Wand › Rissgefahr)

Lastverteilung bei Einhaltung des Überbindemaßes.Seitliche Halterung des belasteten Bereichs durchHaftverbund der Lagerfuge.(60º = idealisierte, rechnerische Lastverteilung)

ÜberbindungDas Überbindemaß (ü) muss zur sicherenLastverteilung innerhalb des Mauerwerksverbandeseingehalten werden.

Es lässt sich nach der Formelü ≥ 0,4 · h bestimmen.

Bei Kleinformaten gilt ü ≥ 4,5 cm.

h = Steinhöhe in cm.

1. Beispiel: POROTON-Planziegel mit h = 24,9 cmü ≥ 0,4 · 24,9 = 9,96 cmgewählt ü = 10 cm

2. Beispiel: Kleinformat NF mit h = 7,1 cmü ≥ 0,4 · 7,1 = 2,84 cm2,84 cm ≤ 4,5 cmgewählt ü = 4,5 cm

Wichtig: Unabhängig von Art und Größe der Ziegelist das Überbindemaß in jedem Fall einzuhalten!Dies gilt auch für alle anderen Wandbaustoffe.

Wandansicht

Sinn des Überbindemaßes

Lastverteilung bei Einhaltung des Überbindemaßes.Seitliche Halterung des belasteten Bereichs durchHaftverbund der Lagerfuge.(60º = idealisierte, rechnerische Lastverteilung)

Lastverteilung bei Verband ohnenormgerechte Überbindung.Der hochbelastete Bereich kann seitlich über diekleinen Lagerfugen kaum gehalten werden.(Wirkung als Pfeiler in der Wand › Rissgefahr)

Lastverteilung bei Verband ohne normgerechte Überbindung. Der hochbelastete Bereich kann seitlich über die kleinen Lagerfugen kaum gehalten werden.(Wirkung als Pfeiler in der Wand › Rissgefahr)

Page 34: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

�4

Wandsystem-vergleichBewertung von Neubau-Wandkonstruktionen

Bewertung von Neubau-WandkonstruktionenDas Institut für Bauforschung e. V., Hannover (IFB) hat eine umfangreiche Studie zur Be-wertung typischer Wandkonstruktionen unter den Aspekten Ökologie, Ökonomie und Bau-technik vorgelegt. Anhand bautechnischer, ökonomischer und ökologischer Aspekte wurden Bewertungskriterien aufgestellt, die in Abhängigkeit vom Anforderungsprofil eine Bewertung der Nachhaltigkeitsaspekte der jeweiligen Wandkonstruktionen als Ganzes ermöglichen.

Allen untersuchten Konstruktionen gemein ist eine hohe Marktverbreitung, die Ge-währleistung der Solidität durch einfache Detailkonstruktion mit geringer Materialvielfalt und damit hoher Ausführungssicherheit. Alle Konstruktionen stellen bewährte Bauweisen dar, die den allgemein anerkannten Regeln der Technik genügen.

Die Bewertung verschiedener massiver Neubau-Wandkonstruktionen durch das Institut für Bauforschung e. V., Hannover schreibt eine seit über 10 Jahren vorliegende Studie von Menkhoff und Gerken fort und bestätigt die hohe Qualität von Ziegelwandkonstrukti-onen. Dies gilt sowohl im Einfamilienhaus als auch im Mehrgeschossbereich.

Beurteilungskriterien

Bautechnik praktischer Feuchtegehalt einer Außenwandkonstruktion Wärmeschutz im Winter sowie im Sommer Schall- und Lärmschutz Gesamtdicke der Wände inkl. Putz oder Dämmschichten

Ökonomie Herstellung und Ausführungssicherheit Dauerhaftigkeit der gesamten Wandkonstruktion Investitionskosten Kapitalwert (über eine Betrachtungsdauer von 80 Jahren)

Ökologie Primärenergieinhalt nicht erneuerbarer Energien (PEI) Bewertung des Treibhauspotenzials

Page 35: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

��

Variante �Zusatzgedämmte Wandkonstruktionen (Hintermauerwerk 17,5 cm) mit WDVSVa

rian

te �

Ziegel

260 260 260

Kalksandstein

220 250 200

Variante �Mehrschalige Wandkonstruktionen (24 und 20 cm) Wärme- dämmung und BeplankungVa

rian

te �

Ziegel

260 110 320

Kalksandstein

230 80 200

Variante 4Zweischalige Wandkonstruk- tionen (24 cm)Va

rian

te 4

Porenbeton

240 240 220

Ziegel

250 260 220

Variante �Zweischalige Wandkonstruk- tionen (17,5 cm) mit KerndämmungVa

rian

te �

Ziegel

280 230 220

Kalksandstein

240 230 160

Variante 6Zweischalige Wandkon-struktionen (17,5 und 24 cm) mit Wärmedämmung und LuftschichtVa

rian

te 6

Ziegel

270 240 240

Kalksandstein

230 230 180

•• • • ••

• •

•• • • ••

• •

Variante �Haustrennwand- konstruktionen zweischalig ( 2 x 17,5 cm und 2 x 24 cm)Va

rian

te �

Ziegel

253,2 240 320

Kalksandstein

200 200 280

Quelle: Institut für Bauforschung e. V., Hannover

Variante 1Monolithische Wandkonstruk- tionen (z. B. 30,0 cm)Va

rian

te 1

Porenbeton230 310 300

Ziegel

270 310 340

Variante 8Monolithische Wandkonstruk- tionen (30,0 und 36,5 cm)Va

rian

te 8

Porenbeton

240 310 300

Ziegel

270 320 320

Variante 9Zusatzgedämmte Wandkonstruktionen (Hintermauerwerk 17,5 bzw. 24 cm) mit WDVSVa

rian

te 9

Ziegel

260 240 220

Kalksandstein

220 240 180

Variante 10Zweischalige Wandkonstruk- tionen (17,5 cm) mit KerndämmungVa

rian

te 1

0

Ziegel

290 230 200

Kalksandstein290 230 200

Variante 11Zweischalige Wandkon-struktionen (17,5 und 24 cm) mit Wärmedämmung und LuftschichtVa

rian

te 1

1

Ziegel

280 230 220

Kalksandstein220 230 120

Variante 1�Wohnungstrenn- wandkonstruktionen einschalig (24 cm)Va

rian

te 1

Ziegel

226,6 310 280

Kalksandstein

186,6 270 220

Bautechnik

Ökonomie

Ökologie

Einfamilien-, Reihenhäuser und Doppelhaushälften

Mehrfamilienhäuser

Page 36: Kleine Bauphysik-Kunde - admin.architekt-huegel.deadmin.architekt-huegel.de/resources/files/kleinebauphysikkunde.pdf · Wärmeschutz Wärmeschutz und Energieeinsparung 4 Wärmeleitfähigkeit

150

02

01/0

8 2

0.0

Wienerberger Ziegelindustrie GmbH

Oldenburger Allee 26D-30659 Hannover

Telefon (0511) 61070-0Fax (0511) 614403www.wienerberger.de

Technische BauberatungService-Telefon:POROTON 01801-120340*TERCA/PENTER 01801-120360*KAMTEC 01801-120350*SONDERBAUTEILE 01801-120390** (4 ct/min aus dem dt. Festnetz, Mobilfunkpreise können abweichen)