Bauphysik 01/2012 free sample copy

72
Bauphysik Wärme | Feuchte | Schall | Brand | Licht | Energie 1 Eigenschaften von thermisch behandeltem Holz mittels Vakuumpress- Trocknungsverfahren Oberflächennahe Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden Hydrophobe Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen 34. Jahrgang Februar 2012 ISSN 0171-5445 A 1879

description

Issue 1/2012 of the journal Bauphysik as a free sample copy Leseprobe der Fachzeitschrift Bauphysik für die E&S-Webseite.

Transcript of Bauphysik 01/2012 free sample copy

Page 1: Bauphysik 01/2012 free sample copy

BauphysikWärme | Feuchte | Schall | Brand | Licht | Energie

1

– Eigenschaften von thermisch behandeltem Holz mittels Vakuumpress-Trocknungsverfahren

– Oberflächennahe Geothermie für das Heizen und Kühlen vonNichtwohngebäuden

– Hydrophobe Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

– COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung vonKonstruktionen

– Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewähltenHolzwerkstoffen

34. JahrgangFebruar 2012ISSN 0171-5445A 1879

01_BP_Titel_01_MW_Titel_01-08.qxd 31.01.12 09:07 Seite 1

Page 2: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Norsonic-Tippkemper GmbH Zum Kreuzweg 12, 59302 OeldeTel. (+49) 2529 [email protected] www.norsonic.de

No

rso

nic

-Tip

pke

mp

er G

mb

H

Bau- und Raumakustik Das Norsonic Bauakustiksystem ist modular aufgebaut: angefangen von dem kleinen, handlichen und sehr einfach zu bedienenden Handschallanalysator Nor140 mit interner Bauakustikauswertung nach ISO 140 /717, bis hin zum 2-Kanal Funkmesssystem (basierend auf zwei Handschall-analysatoren Nor140 und der Bauakustiksoftware NorBuild), finden Sie bei uns mit Sicherheit die passende Konfiguration für Ihre Messaufgabe!

Neben der Schalldämmung (Pegel- und Nachhallzeitmes-sungen) kann mit dem Handschallanalysator Nor140 auch die Sprachverständlichkeit gemessen werden. Zusätzlich kann das Gerät auch für Umweltmessungen verwendet werden (s.u.).

Akustische Kamera Norsonic ist stolz Ihnen die sehr innovative akustische Kamera Nor848 vorstellen zu können! Das System ist batteriebetrieben und besteht lediglich aus zwei Komponenten: dem Mikrofon-Array (mit 225 Mikro-fonen!) und dem Laptop (MacBook), die per LAN-Kabel ver-bunden werden. Ein zusätzliches Frontend ist nicht notwen-dig. Dadurch ist das System ideal für den mobilen Einsatz geeignet! Der Aufbau ist innerhalb weniger Minuten erledigt.

Die intuitiv zu bedienende Software ermöglicht sowohl eine schnelle live Analyse vor Ort, als auch eine ausführliche nachträgliche Analyse im Büro. Durch Bewegen der Maus im Bild können Sie einzelne Schallquellen analysieren und auch anhören! Alles in Echtzeit!

Umweltlärm Auch für alle Aufgabenbereiche der Umweltlärmmessung und -Analyse finden Sie bei uns die passende Lösung. Angefangen von dem kleinen und sehr einfach zu be- dienenden Hanschallanalysator Nor140, über mobile oder stationäre Messstationen mit 3G Modem (UMTS / HSDPA / GPRS), bis hin zur sehr leistungsstarken Analysesoftware NorReview (neue Version 4), bieten wir Ihnen viele Produkte mit bedeutenden Alleinstellungsmerkmalen!

Innovative Schallmesstechnik

son

ic-T

ipp

kem

per

Gm

bH

vInno

hallmesste Scativv

hnikechallmesst

Bau- und Raumakustik

Bau- und Raumakustik

son

ic-T

ipp

kem

per

Gm

bH

Konfiguration für Ihr), finden Sie bei uns mit Sicherheit die passende NorBuilden Nor140 und der analysator

2-Kanal FunkmesssystemBauakustikauswerzu bedienenden angefangen von dem kleinen, handlichen und sehr einfach Das Norsonic Bauakustiksystem ist modular aufgebaut: Bau- und Raumakustik

e Messaufgabe!Konfiguration für Ihr), finden Sie bei uns mit Sicherheit die passende

Bauakustiksoftware en Nor140 und der end auf zwei Handschall- (basier2-Kanal Funkmesssystem

tung nach ISO 140 /717, bis hin zumBauakustikauswerysator Nor140 hallanalHandsczu bedienenden

angefangen von dem kleinen, handlichen und sehr einfach Das Norsonic Bauakustiksystem ist modular aufgebaut: Bau- und Raumakustik

), finden Sie bei uns mit Sicherheit die passende Bauakustiksoftware

end auf zwei Handschall-tung nach ISO 140 /717, bis hin zum

ner mit interysator Nor140 angefangen von dem kleinen, handlichen und sehr einfach Das Norsonic Bauakustiksystem ist modular aufgebaut:

son

ic-T

ipp

kem

per

Gm

bH

No

r

he Kamera Akustisc

den (s.u.).werkann das Gerät auch für Umweltmessungen verwendet die Sprachverständlichkeit gemessen wersungen) kann mit dem Handschallanalysator Nor140 auch Neben der Schalldämmung (Pegel- und Nachhallzeitmes-

he Kamera

kann das Gerät auch für Umweltmessungen verwendet die Sprachverständlichkeit gemessen wersungen) kann mit dem Handschallanalysator Nor140 auch Neben der Schalldämmung (Pegel- und Nachhallzeitmes-

kann das Gerät auch für Umweltmessungen verwendet den. Zusätzlich die Sprachverständlichkeit gemessen wer

sungen) kann mit dem Handschallanalysator Nor140 auch Neben der Schalldämmung (Pegel- und Nachhallzeitmes-

geeignet! Der Aufbau ist innerhalb weniger Minuten erledigt.ch ist das System ideal für den mobilen Einsatz dig. Dadur

den. Ein zusätzliches Frbunden werfonen!) und dem Laptop (MacBook), die per LAN-Kabel verzwei Komponenten: dem MikrDas System ist batteriebetrieben und besteht lediglich aus

Kamera Nor848 vorstellen zu können!Norsonic ist stolz Ihnen die sehr innovative akustische

geeignet! Der Aufbau ist innerhalb weniger Minuten erledigt.ch ist das System ideal für den mobilen Einsatz

ontend ist nicht notwen-den. Ein zusätzliches Frfonen!) und dem Laptop (MacBook), die per LAN-Kabel ver

ofon-Array (mit 225 Mikrzwei Komponenten: dem MikrDas System ist batteriebetrieben und besteht lediglich aus

Kamera Nor848 vorstellen zu können!Norsonic ist stolz Ihnen die sehr innovative akustische

geeignet! Der Aufbau ist innerhalb weniger Minuten erledigt.ch ist das System ideal für den mobilen Einsatz

ontend ist nicht notwen--fonen!) und dem Laptop (MacBook), die per LAN-Kabel ver

o-ofon-Array (mit 225 MikrDas System ist batteriebetrieben und besteht lediglich aus

Norsonic ist stolz Ihnen die sehr innovative akustische

Umweltlärm

en! Alles in Echtzeit! anhörBild können Sie einzelne Schallquellen analysiernachträgliche Analyse im Bürschnelle live Analyse vor OrDie intuitiv zu bedienende Softwar

Umweltlärm

en! Alles in Echtzeit! Bild können Sie einzelne Schallquellen analysier

ch Bewegen der Maus im o. Durnachträgliche Analyse im Bürt, als auch eine ausführliche schnelle live Analyse vor Or

möglicht sowohl eine e erDie intuitiv zu bedienende Softwar

en und auch Bild können Sie einzelne Schallquellen analysierch Bewegen der Maus im

t, als auch eine ausführliche möglicht sowohl eine

mit bedeutenden Alleinstellungsmerkmalen!NorReview (neue VGPRS), bis hin zur sehr leistungsstarken Analysesoftwar

e Messstationen mit 3G Modem (UMTS / HSDPstationärdienenden Hanschallanalysator Nor140, über mobile oder Angefangen von dem kleinen und sehr einfach zu be- und -Analyse finden Sie bei uns die passende Lösung. Auch für alle Aufgabenber

mit bedeutenden Alleinstellungsmerkmalen!ersion 4), bieten wir Ihnen viele PrNorReview (neue V

GPRS), bis hin zur sehr leistungsstarken Analysesoftware Messstationen mit 3G Modem (UMTS / HSDP

dienenden Hanschallanalysator Nor140, über mobile oder Angefangen von dem kleinen und sehr einfach zu be- und -Analyse finden Sie bei uns die passende Lösung.

eiche der UmweltlärAuch für alle Aufgabenber

mit bedeutenden Alleinstellungsmerkmalen!odukte ersion 4), bieten wir Ihnen viele Pr

e GPRS), bis hin zur sehr leistungsstarken AnalysesoftwarA / (UMTS / HSDPPA

dienenden Hanschallanalysator Nor140, über mobile oder Angefangen von dem kleinen und sehr einfach zu be- und -Analyse finden Sie bei uns die passende Lösung.

mmessung eiche der Umweltlär

[email protected] wwwTZum KrNor

[email protected] wwwel. (+49) 2529 9301-0TTe

euzweg 12, 59302 OeldeZum Krsonic-Tippkemper GmbH Nor

[email protected] www

euzweg 12, 59302 Oeldesonic-Tippkemper GmbH

02_BP_U2_02_BP_U2.qxd 31.01.12 09:08 Seite 1

Page 3: Bauphysik 01/2012 free sample copy

34. JahrgangFebruar 2012, Heft 1ISSN 0171-5445 (print)ISSN 1437-0980 (online)

Wilhelm Ernst & SohnVerlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KGwww.ernst-und-sohn.de

1Bautechnik 81 (2004), Heft 1

Inhalt

Bauphysik1

Fachthemen

1 Melanie Wetzig, Tom Sieverts, Holger Bergemann, Peter NiemzMechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress- Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

11 Ursula Eicker, Felix ThummEnergieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

19 Klaus Breuer, Florian Mayer, Christian Scherer, Regina Schwerd, Klaus SedlbauerWirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

24 Andreas NicolaiDer generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

32 Matús Joscák, Walter Sonderegger, Peter Niemz, Reinhard Oppikofer, Laura Lammar, Thomas SchniderEinfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Berichte

38 Preisverleihung des Heinze ArchitekturAWARD 2011

Rubriken

37 Persönliches41 Technische Regelsetzung43 Veranstaltungen

Stellenmarkt

Produkte & Objekte

A4 Schallschutz und Akustik

Heinze ArchitektenAWARD 2011: Junk & Reich haben beim Wiederaufbau bzw. Nachbauder Bibliothek und der Waidhäuser des Augustinerklosters, Erfurt, das historische Prinzipeiner „Stadt in der Stadt“ aufgegriffen. Damit werden sie nicht nur der Grundgestalt dergotischen Anlage gerecht, sondern lösen auch virtuos das Grundproblem des spezifischenOrts, der seit 1945 durch Teilzerstörung fragmentiert war. Beides macht dieses Objektzum Musterbeispiel vorbildlicher Gesamtgestaltung (s. S. 38 ff.).

(Foto: Junk & Reich – Architekten BDA Planungsgesellschaft mbH)

Aus Wiley InterScience wird Wiley OnlineLibrary

www.wileyonlinelibrary.com, die Plattformfür das Bauphysik Online-Abonnement

Peer-reviewed journalBauphysik ist ab Jahrgang 2007 beim Web of Knowledge (ISI) von Thomson Reuters ak-kreditiert.

Impact-Faktor 2010: 0,173

03_BP_Inhalt_BP 31.01.12 12:24 Seite 1

Page 4: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A4 Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Produkte & Objektew

ww

.ingp

ages

.de

Akustikverkleidungen mit Stil

Die Lignokustik AG ist spezialisiert auf die Herstellung vonhochwirksamen akustischen Wand- und Deckenverkleidungen.Die Produkte Lignokustik alpha, beta, gamma, delta und nunneu: eta, weisen unterschiedliche Optiken – gerillt oder per-foriert – auf.

Mit einer Vielzahl von frei wählbaren Oberflächen, in Furnieroder farbig lackiert bieten sich fast unbeschränkte Design-Mög-lichkeiten. Auch Schranktüren sowie gebogene Akustikpaneelesind lieferbar. Sämtliche Produkte können als absorbierendeoder reflektierende Variante hergestellt werden. Höchste Akustikwerte (NRC bis 0.95) erreicht das Produkt Lignokustik delta mit mikroperforierter Oberfläche. Als Basis-material werden Holzwerkstoffe eingesetzt, jedoch sind auchspezielle Materialien bei erhöhten Brandschutzanforderungensowie formaldehydfreie oder auch FSC konforme Werkstoffeverfügbar. Das Produkt Lignokustik alpha ist im Verbund A2geprüft.Grosser Wert wird bei der individuellen Herstellung auf dieQualität der Materialien und der Ausführung gelegt. Eigens ent-wickelte Montagehilfsmittel bieten Gewähr für eine leichte undsaubere Installation der Produkte.

Neu im Sortiment ist eta – eine fein perforierte Akustikplatte,die eine edle und harmonische Oberflächenstruktur mit einemoptimalen Preis-/Leistungsverhältnis kombiniert.

Weitere Informationen:Lignokustik AG, Unterhaldenstrasse 32, CH-8717 Benken/Schweiz, Tel. +41 (0)55 293 24 00, Fax +41 (0)55 293 24 01, [email protected], www.lignokustik.ch

Von alpha bis eta bietet Lignokustik mit einer Vielzahl von frei wählbaren Oberflächen,in Furnier oder farbig lackiert fast unbeschränkte Design-Möglichkeiten.

(Abb.: Lignokustik)

Trittschalldämmung unter Estrich in der Elbphilharmonie

Neben Michel und Köhlbrandbrücke hat Hamburg nun einWahrzeichen mehr: das Jahrhundertbauwerk Elbphilharmonieist jetzt schon Hamburgs kulturelles Wahrzeichen und dürfte –entworfen nach Plänen der Schweizer Architekten Herzog &de Meuron – eines der weltbesten Konzerthäuser werden.

Das Herzstück des Bauwerks, der Große Konzertsaal mit seinenca. 2.150 Plätzen befindet sich auf einer Höhe von 50 m im Ge-bäude und stellt eine bauliche Meisterleistung dar. Der 12.500 tschwere Saal ruht aus Schallschutzgründen auf Federpaketenund ist mit seinen Wänden von allen anderen Gebäudeteilen ent-koppelt. Um eine perfekte Akustik im gesamten Konzertsaal zugewährleisten, wurde von einem der weltbesten Akustiker Yasu-hisa Toyota ein Konzept entwickelt, das anhand eines detailge-treuen im Maßstab 1:10 gebauten Saalmodells messtechnischüberprüft wurde. 10.000 individuell bearbeitete Wand- und De-ckenplatten mit einer weltweit einzigartigen Oberfläche und einin der Mitte des zeltförmigen Deckengewölbes aufgehängterKlangreflektor sorgen dafür, dass sich der Klang des Orchestersgleichmäßig im Raum verteilt.

Auch im Kleinen Saal und im Kaistudio wurden alle schalltechni-schen Anforderungen für Konzertsäle erfüllt. So stellt der Einsatzvon Trittschalldämmbahnen des Herstellers BSW beim Konstruk -tionsaufbau der Geschossdecken eine Minimierung der Schallüber-tragung sicher. Im Kaistudio wurden zwei Lagen Regupol BA undeine Lage Regupol E48 übereinander liegend eingebaut. Da sich das Kaistudio unmittelbar oberhalb der Tiefgarage be-findet, wurde aus luftschalltechnischen Gründen eine ca. 100 mmdicke Estrichplatte zur Reduzierung der Luftschallübertragung aufden Regupol Estrichdämmbahnen verbaut. Die aus PU-gebunde-nen Gummifasern hergestellten Dämmbahnen mit bauaufsicht -licher Zulassung zeichnen sich durch ihre hohe Trag fähigkeit, ihreminimale Zusammendrückbarkeit und ein hohes Rückstellvermö-gen aus. Vor dem Einbau der Estrichdämmplatten wurden die auf-gehenden Bauteile mit Regupol Randdämmstreifen belegt. Nachder Stoß-an-Stoß-Verlegung erfolgte die Verklebung mit Klebebandund abschließende Abdeckung mit einer 0,2 mm dicken PE-Folie.Die PE-Folie verhindert ein Eindringen des Estrichs in die poröseStruktur des Regupol und somit die Bildung von Schallbrückenund der damit verbundenen Körperschallübertragung.

Weitere Informationen:BSW GmbH, Am Hilgenacker 24, 57319 Bad Berleburg, Tel.: (02751) 803 0, Fax: (02751) 803-109, [email protected], www.berleburger.comBild 1. Ein weiteres Wahrzeichen Hamburgs und ein Akustikwunder

Bild 2. Im Kaistudio der Elbphilharmonie wurden die Estrichdämmbahnen Regupol BAund Regupol E48 verlegt. (Fotos: BSW)

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 4

Page 5: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Broschüre: Sicherer Schallschutz – einfacher Nachweis

In der von KS Original herausgegebe-nen Broschüre wird gezeigt, wie mitdem KS-Schallschutzrechner die Schall-schutzplanung und der Schallschutz-nachweis nach DIN EN 12354-1 ohneviel Aufwand sicher in den Griff zu be-kommen ist.In der aktuellen Diskussion um dieneue Schallschutznorm 4109 erhaltenrechnerische Nachweise auf Grundlageder europäischen DIN EN 12354-1 be-sondere Bedeutung. Für die bauakusti-

sche Planung sollte deshalb das schon lange bekannte Rechen-verfahren DIN EN 12354-1endlich angewendet werden.Es führt zu genaueren Ergeb-nissen und mehr Sicherheitbeim Entwerfen, Konstruie-ren und Ausführen. Wieaber wird Schallschutz nachDIN EN 12354-1 geplantund vor allem – wie wird erohne viel Aufwand sichernachgewiesen?Mit dem digitalen KS-Schall-schutzrechner ist man in derLage, bereits während derPlanung den tatsächlich er-zielbaren Schallschutz exaktund zielgerichtet zu ermit-teln. Die dazugehörige Soft-ware wurde für Kalksand-stein bereits 2003 auf Grund-lage der DIN EN 12354-1und unter Einbindung wissen-schaftlicher Untersuchungs-ergebnisse entwickelt. Mitihm sind Schwachstellen inder Schallübertragung einfachzu erkennen, zu analysierenund zu vermeiden. Das Ge-bäude kann gezielt schall-technisch optimiert werden.Schnell und detailsicher –einfach per Mausklick.Der KS-Schallschutzrechnerstellt alle Wege der Schall-übertragung dar und beziehtsie in die Auswertung ein.Das Berechnen der Luft-schalldämmung erfolgt so,wie es auch in der zukünfti-gen DIN 4109 vorgesehen ist.Ergo: Die Prognosesicherheitsteigt erheblich. Auch die imMassivhaus üblichen Kon-struktionen anderer Massiv-baustoffe wie Ziegel, Poren -beton und Beton lassen sichmit dem KS-Schallschutz-rechner berechnen und ob-jektiv vergleichen.In der neuen Broschüre stelltder renommierte Mauer -

werksexperte Dipl.-Ing. Rudolf Herz, KS-Süd e.V., auf acht Sei-ten die einzelnen Wege vor, wie mit dem KS-Schallschutzrechnerdie Schallschutzplanung und der Schallschutznachweis nachDIN EN 12354-1 ohne viel Aufwand sicher in den Griff zu be-kommen sind. Sie ist für Bauingenieure, Planer und Architektensowie Studenten, aber auch für technisch interessierte privateBauherren ein leicht verständlicher Leitfaden. Zahlreiche Tabel-len, aussagekräftige Zeichnungen und Details sowie erläuterndeFotos machen die Aus sagen transparent und nachvollziehbar.Die Broschüre kann auf der Website von KS-Original kostenfreiheruntergeladen oder postalisch bezogen werden.

Weitere Informationen:KS-ORIGINAL GMBH, Postfach 21 01 03, 30401 Hannover,Tel.(05 11) 279 53-0, Fax (05 11) 279 53-31, Infoline: 0800-700 20 70, Infofax: 0800-700 20 80, [email protected], www.ks-original.de

A5Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustik

ww

w.in

gpag

es.d

e

www.bksv.com/OMNIPOWER

Brüel & Kjaer GmbH · Linzer Str. 3 · 28359 BremenZentrale: (04 21) 17 87 - 0 · Fax: (04 21) 17 87 - 100 · Service: 018 03 713 711Auftragsbearbeitung: 018 03 713 712 · Technischer Verkauf: 018 03 713 713www.bruelkjaer.de · [email protected]

DIE LEISTUNG ERHÖHEN DAS GEWICHT VERRINGERN

Der Dodekaeder-Lautsprecher Typ 4292 Light ist Teil des Brüel & Kjær Bauakustik-Messsystems

Geringes Gewicht: Eine Person, ein Weg – zum Messort

Leistungsstark: Schnelle Messung – am Messort

Komfortabel: Komplette Ergebnisse – am Messort

Geringes Gewicht: Eine Person, ein Weg – vom Messort

Brüel & Kjær bietet mit dem Dodekaeder-Lautsprecher Typ 4292 Light und dem Leistungsverstärker Typ 2734 die leichteste und leistungsstärkste Lautsprecher-Kombination für Bauakustik an.

BA

120

1 –

bp

ALLES AUS EINER HANDBrüel & Kjær hat das weltweit umfangreichste Angebot an Mess- und Testsystemen im Bereich Schall und Schwingung

Besuchen Sie uns auf unserem Messestand:

NEU DODEKAEDER-LAUTSPRECHER TYP 4292 LIGHT

Stand L0-0219. - 22. März, Darmstadt

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 5

Page 6: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A6 Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustikw

ww

.ingp

ages

.de

Akustische Diskretion durch ästhetischeAufwertung

… in der Arztpraxis …

Am Empfang etwa einer Arztpraxis ist Diskretion erwünscht.Die wird aber schwierig, wenn schallharte Wände jedes Wortreflektieren. Dabei kann mit einfachen, attraktiven und indi-viduellen Mitteln wie dem Absorber-Design-Konzept „Capa-Coustic Melapor Picture“ Abhilfe geschaffen werden.

Im Empfang der internistischen Fachpraxis Dr. Ruf und Dr.Nesbigall in Kaiserlautern ziehen drei großformatige Wand -bilder die Blicke auf sich. Hinter den künstlerisch anmutendenmedizinischen Fotografien auf Melapor picture, die Blutkörper-chen und Blutbahnen zeigen, verbergen sich hochwirksameSchallabsorber. Hier im Raum fällt sofort die gedämpfte Stim-mung trotz der vielen schallharten Oberflächen aus Metall undGlas angenehm auf.Anfangs war der Lärmpegel hier sehr hoch. Schallabsorbie-rende Stoffe kamen aus hygienischen Gründen nicht in Frage,Decken segel o.Ä. waren nicht erwünscht. Daher kam Capa-Coustic Melapor Picture zum Einsatz. Die individuell bedruck-ten Wandabsorber sorgen jetzt zusätzlich für mehr Diskretionam Empfang. Zudem freuen sich die Angestellten nach Anbrin-gen der Bilder sowohl über die ästhetische Aufwertung als auchmehr Ruhe bei der Arbeit.

tikmaßnahmen, z.B. die Baffles. Das sind runde, ellipsenförmigeoder rechteckige Absorberelemente zum Abhängen von derDecke. Es können auch individuelle Elemente in unterschied -lichen Formen gefertigt werden. Mit Melapor-Baffles lassen sichRäume aller Art modern, individuell und vor allem akustik-verbessernd gestalten.In der Aula der Mittelschule Königsbrunn-Süd nahe Augsburghängen 310 grau und gelb beschichtete Baffles – obgleich ei-gentlich für waagerechte Aufhängung vorgesehen – senkrechtvon der Decke. Diese Idee stammt von Architekturstudentender Fachhochschule Augsburg, die sich für die Baffles entschie-den hatten, da die Sichtbetondecke erhalten bleiben sollte.Auch durften die Lichtkuppeln nicht ganz abgedeckt werden.Durch die Baffles wird nun im Gegenteil die Lichtreflexionnach unten weiter gegeben. Die Baffles mit 120 cm Länge und15 cm Durchmesser sind eine Sonderanfertigung.In der Schulaula waren vor der Akustikmaßnahme Lärmwertevon über 105 dB gemessen worden, ein Pegel über dem einesPresslufthammers. Nach dem Baffles-Einbau ist der Lärmpegelspürbar reduziert und die Schulaula ist durch die pfiffige An-ordnung der Elemente attraktiver und heller geworden. Dank der offenporigen Struktur des High-Tech-Schaumstoffsauf Melanimharzbasis nehmen die Baffles den Schall auf und reduzieren so die Nachhallzeit deutlich. Durch das hohe Schall-absorptionsvermögen – die Melapor-Elemente sind in derSchallabsorberklasse A eingestuft – wird die Akustik im Raumspürbar verbessert.Die Akustikelemente sind temperaturbeständig und schwer ent-flammbar (Brandklasse B1). Sie können in über 50.000 Farb -tönen in der Innenfarbe CapaTrend ganz nach Geschmack ge-spritzt werden. Diese Zusatzbeschichtung hat keine negativeEinwirkung auf das Absorptions- und Brandverhalten.

Weitere Informationen:CAPAROL Farben Lacke BautenschutzKundenServiceCenterRoßdörfer Straße 5064372 Ober-RamstadtDeutschlandTelefon: +49 6154 71-1710Fax: +49 6154 71-1711E-Mail: [email protected]

Bild 1. Die Bilder sind zugleich hochwirksame Schallabsorber und sorgen für Ruheund Diskretion im Anmeldebereich dieser Arztpraxis in Kaiserslautern.

Bild 2. Lärmschlucker: Die CapaCoustic Baffles reduzieren den Lärm in der Halle deut-lich wahrnehmbar. (Fotos: Caparol Farben Lacke Bautenschutz/Robert Zdunic)

Die attraktiven Absorberbilder machen aufwendige akustischeMaßnahmen überflüssig. In der Regel genügt es für eine deut-lich spürbare akustische Verbesserung, wenn 30 bis 40 % derGrund fläche eines Raumes mit dem Akustiksystem ausgestattetwerden.

… und in der Schulaula

Für Schalldämpfung muss es nicht immer die Lochdecke sein.Mit CapaCoustic Melapor gibt es viele andere attraktive Akus-

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 6

Page 7: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A7Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustik

ww

w.in

gpag

es.d

e

Trittschalldämmmatte für maximale Wirkung

Getzner Werkstoffe hat eine kostengünstige Lösung zur Re-duktion von Trittschall entwickelt, deren Dämmwerte uner-reicht sind. Die Getzner Construction Mat verringert Schwin-gungen maßgeblich und garantiert maximale Lebens- undArbeitsqualität im industriellen und gewerblichen Umfeldwie auch im Wohnungsbau.

Mit der Getzner Construction Mat im Fußbodenaufbau könnensie jetzt unübertroffene Trittschalldämmwerte und damit maxi-male Lebens- und Arbeitsqualität erreichen: Entsprechend derNorm DIN EN ISO 140-8 ergibt sich ein Trittschallverbesse-rungsmaß Δ Ln,wP von 33 dB – bei einer Dämmstoffdicke vonnur 16 mm. Die Getzner Construction Mat bietet einen kon-stanten Trittschallschutz – auch bei unterschiedlicher Belas -tung.

Neue Maßstäbe bei der TrittschalldämmungDie Getzner Construction Mat ist ein hocheffizientes Produkt.Das Material ist strapazierfähig und belastbar, wodurch die her-vorragende Trittschalldämmung dauerhaft bestehen bleibt. DieAlterungsbeständigkeit des Materials unterstützt dieses Lang-zeitverhalten: Der Werkstoff behält seine Elastizität und ist da-rüber hinaus geruchsneutral. Überdies zeichnet er sich durcheine geringe Kriechneigung aus. Da das Material chemisch be-ständig und verrottungsfest ist, ist ein Kontakt mit bauüblichenFlüssigkeiten problemlos. Die Getzner Construction Mat be-steht zu 25 Prozent aus recyceltem Polyurethan – die richtigeLösung für nachhaltiges Bauen.

Hochbelastbar und einfach zu handhabenDie Matte eignet sich für Lasten bis 25 kN/m2. Durch die wel-lige Struktur auf der Mattenunterseite ist die Wirksamkeit derSchalldämmung im gesamten Einsatzbereich gleich. Die hand -lichen Abmessungen und das geringe Gewicht ermöglichen,dass sich die Getzner Construction Mat unkompliziert an ihrenBestimmungsort transportieren und einfach verlegen lässt. Fürdas Zuschneiden auf die gewünschte Größe oder Formanpas-sungen reicht ein herkömmliches Cutter-Messer aus. Fugen wer-den einfach mit einem geeigneten Klebeband verklebt. Die Getzner Construction Mat entfaltet ihre Wirkung ebensostark in Supermärkten, Krankenhäusern oder Großküchen wie

Bild 1. Mit der Getzner Construction Mat im Fußbodenaufbau verringert sich dieSchwingungsübertragung maßgeblich.

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 7

Page 8: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A8 Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustikw

ww

.ingp

ages

.de

Projektberichte – Detaillösungen – Produktanwendungen aus allen Ernst & Sohn-Fachzeitschriften

DAS NEUE KOSTENLOSE SERVICE-ANGEBOT VON ERNST & SOHN:

PRAXIS FÜR BAUINGENIEURE

A W i l e y C o m p a n y

online schnell verfügbar: www.ingpages.de

Bild 2. Die Trittschalldämmmatte von Getzner lässt sich unkompliziert transportierenund einfach verlegen. (Fotos: Getzner)

in Produktionshallen. Auch an Orten, an denen eine ruhige Atmosphäre besonders wichtig ist – Bibliotheken, Hotels,Wohnheime oder Großraumbüros – sorgt die Getzner Con-struction Mat für ausgezeichnete Ergebnisse.Getzner Werkstoffe entwickelt als Lösungsanbieter Erzeugnisseaus elastischen PUR-Werkstoffen zur Schwingungsisolierung inden Bereichen Bahn, Bau und Industrie. Die Kompetenz desösterreichischen Unternehmens spiegelt sich in mehr als 40 Jahren Erfahrung wider.

Weitere Informationen:Getzner Werkstoffe GmbH, Herrenau 5, 6706 BÜRS, Österreich,Tel. +43 (0) 5552/201-0, Fax +43 (0) 5552/201-1899,[email protected], www.getzner.com

Fakten zur Getzner Construction Mat – Unerreichte Trittschalldämmwerte: Trittschallverbesserungs-

maß (Δ Ln,wP = 33 dB)– Geringe Dämmstoffdicke (16 mm)– Einfache Handhabung durch geringes Gewicht– Einfache Verarbeitbarkeit: Schneiden, Verlegen, Kleben– Praktische Formate: Plattenabmessungen (1.500 × 750 mm)– Frei von Weichmachern, alterungsbeständig, volumen-

kompressibel– Klassifizierung zum Brandverhalten: Klasse E

(DIN EN 13501-1)– Chemisch beständig, verrottungsfest und geruchsneutral– Lastbereiche bis 25 kN/m2

– Geringe Wärmeleitfähigkeit (0,05 W/mK)– 25 Prozent Recyclinganteil

Flexibler Schallschutz für den SchreibtischDie ProTex-Akustikelemente von Sonatech eignen sich füralle Schreibtischarbeitsplätze, bei denen sich die Mitarbeitergegenseitig akustisch beeinflussen. Sie schirmen einen odermehrere Arbeitsplätze optisch und vor allem akustisch vonei-nander ab. Dadurch wird der Lärmpegel deutlich reduziert.

Ein weiterer Vorteil der ProTex-Akustikelemente ist, dass sie optische Highlights sind und sich leicht montieren lassen. DerHersteller bietet die Platten in der Standardabmessung 1,20 m ×0,6 m × 0,5 m an, liefert sie aber auf Wunsch auch in anderenGrößen. Um die Elemente am Bestimmungsort anzubringen,werden sie wahlweise in Stellfüße mit Anti-Rutsch-Beschichtun-gen gesteckt und einfach auf den Schreibtisch gestellt (dadurchsind sie sehr flexibel) oder mithilfe von Schraubvorrichtungenbefestigt. Dank dem waschbaren Stoffbezug, können die Akustik-elemente optisch an den Einrichtungsstil des Raumes angepasstwerden. Sollte die gewünschte Farbe im Standardsortimentnicht enthalten sein, liefert Sonatech sie nach Rückspracheauch in anderer Farbe. Die ProTex-Akustikelemente bestehen aus einer Kombinationvon schallabsorbierenden sowie schalldämmenden Materialien,was für eine optimale Reduzierung des Lärmpegels sorgt. Dabeideckt das Schallabsorptionsvermögen einen breiten Frequenz -bereich ab, nimmt also hohe und tiefe Töne sehr gut auf. Somitist der Weg geebnet für konzentriertes, effektives Arbeiten.

Damit man sein eigenes Wort wieder versteht: effektiver Schallschutz am Arbeitsplatz (Foto: Sonatech)

Weitere Informationen:Sonatech GmbH + Co. KG, Gutenbergstraße 10, 87781 Ungerhausen, Tel. (08393) 922 12-0, Fax (08393) 922 12-20, [email protected], www.sonatech.de

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 8

Page 9: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A9Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustik

ww

w.in

gpag

es.d

e

Belastbares System für die „SchwachstelleSockel“

Feuchte Dämmung und schlechter Wärmeschutz im Sockel-bereich müssen nicht sein. Der Sockel – oftmals Stiefkinddes Gebäudes – soll funktionieren und ins Design-Konzeptdes Hauses ästhetisch eingebunden sein. Er soll nach langerZeit noch gut aussehen und alle Beanspruchungen verkraf-ten. Das FOAMGLAS®-System leistet Dämmfunktion undBauteilschutz vor: Feuchtigkeit, Spritzwasser, Kondensat-feuchte, aggressive Medien, Nagern und Insektenbefall.

Sockelbereiche werden heute mit den üblichen Wärmedämm-verbundsystemen ausgeführt, obwohl dieser Bereich den stärks-ten Belastungen, resultierend aus Spritzwasser bei Regen,Schmelzwasser bei Schnee oder aufgehender Feuchtigkeit ausdem Untergrund ausgesetzt wird.

Putze in der Regel am Sockel nicht geeigentDie zur Auswahl kommenden Putze eignen sich in der Regel,speziell wegen der aufsteigenden Feuchtigkeit, in diesem Be-reich nicht. Die Feuchtigkeit kann aus dem Untergrund kapillarin den Putz eindringen und oberflächennah Kalk- oder Salzaus-blühungen hinterlassen. In Verbindung mit Frost werden diesePutze in kürzester Zeit zerstört. Historisch wurden Sockelbereiche generell mit einem Zementputzmit hoher Festigkeit ausgeführt. Dieser Aufbau konnte den Bedin-gungen im Spritzwasserbereich lange Zeit standhalten. Vorausset-zung für einen derartigen Aufbau ist ein fester, tragfähiger stabilerUntergrund. Weicher oder elastischer Untergrund, wie z. B. Poly-styrol-Dämmplatten in Verbindung mit einer harten Zementputz-schale sind eine Garantie für Risse und damit für das Versagen

der Konstruktion. Als Dämmung müssen Materialien verwendetwerden, die eine hohe Druckfestigkeit besitzen, kein Wasser auf-nehmen und die Anforderungen an den Brandschutz erfüllen.

Druckfestes und feuchtigkeitsresistentes SockelsystemHier bietet FOAMGLAS® mit dem druckfesten und feuchtig-keitsresistenten Sockelsystem die Performance, auf die es an-kommt. Zur Auswahl stehen 4 unterschiedliche Systemvarian-ten, die in den Technical Data Sheets 2.5.1 bis 2.5.4 detailliertdokumentiert sind. Mit FOAMGLAS® wird auf der Bauwerks-abdichtung ein hinterlaufsicherer Aufbau ausgeführt. Verkle-bung und Beschichtung der nicht kapillaren Dämmplattenschaffen dreifache Sicherheit:

1. keine Wasseraufnahme, somit konstante Wärmedämmleis-tung über Jahrzehnte,

Direkt neben dem Bahnhof Zoolo-gischer Garten in Berlin steht das Motel One, schwingungsisoliert auf unterschiedlichen Regupol®-Typen. In den Lastbereichen zwischen 0,05 - 0,25 N/mm² wurde Regupol® auf eine einheitlich niedrige Eigenfrequenz abgestimmt. Die geforderte Einfüge-dämmung von 10 dB bei 40 Hz Anregung durch den Bahnverkehr wurde mit ausreichendem Sicherheits-abstand erreicht.

Projekt Motel One, Berlin

Motel One, Berlin

Regupol®

BSW GmbHTelefon: +49 2751 803-124Fax: +49 2751 [email protected]

www.bsw-schwingungstechnik.

de Schwingungen isolieren

Bild 1. Sockelverbundsystem mit mineralischem Dickschichtputz (wärmebrückenfreieBefestigung)

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 9

Page 10: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A10 Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustikw

ww

.ingp

ages

.de

Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Kundenservice: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]

ww

w.e

rnst

-un

d-s

oh

n.d

e/Z

eit

sch

rift

en

Probeheft bestellen: www.ernst-und-sohn.de/Bautechnik

A W i l e y C o m p a n y

*Pr

eise

ltig

bis

31

. A

ug

ust

20

12

. Ex

kl.

Mw

St.,

inkl

. V

ersa

nd

. Ir

rtu

m u

nd

Än

der

un

gen

vo

rbeh

alte

n.

01

57

11

00

16

_dp

Fachwissen ohne Grenzen

H R S G . E R N S T & S O H N

BautechnikZeitschrift für den gesamten Ingenieurbau

89. Jahrgang 2012.Erscheint monatlich. Chefredakteur: Dr.-Ing. Dirk Jesse

Jahresabonnement printISSN 0932-8351€ 434,–*

Jahresabonnement print + onlineISSN 1437-0999€ 500,–*

Impact-Faktor 2010: 0,141

Bautechnik ist eine der führenden technisch-wissenschaftlichen Fach-publikationen für den gesamten Ingenieurbau. Sie trägt zur Förderung der Kommunikation zwischen Forschung und Praxis innerhalb des Bau-wesens bei.

2. sehr hohe Druckfestigkeit, hohe Beständigkeit gegen Lasten, 3. nicht brennbar, keine Weiterleitung des Brandes oder

Schwelbrände

FOAMGLAS® Platten werden mit dem Bitumenkaltkleber PCSK FIX vollflächig und vollfugig auf der Bauwerksabdichtungkraftschlüssig verklebt. Dämmplatte und Kleber liefern einenRundumschutz als zusätzliche sekundäre Abdichtungsfunktion.Das metallische Putzarmierungsgitter Armanet/Distanet wirdmit ca. 8 Kunststoffdübeln der Firma TOX in der FOAMGLAS®

Struktur wärmebrückenfrei befestigt. Im Anschluss werden Ar-mierung und Oberputz als mineralisches Dickschichtputzsystemaufgebracht. Im erdberührten Bereich, also in dem zuvor an -gesprochenen kritischen Beanspruchungsbereich des Sockels,wird zur Vermeidung von kapillar aufsteigender Feuchtigkeit

eine flexible Dichtschlämme aufgetragen und nach Durchtrock-nungszeit in den gewünschten farblichen Akzenten gestrichen.

Weitere Informationen:Deutsche FOAMGLAS® GmbH, Freiheitstraße 11, 40699 Erkrath, Tel. (0211) 929635-21, Fax (0211) 929635-35, [email protected], www.foamglas.de

Bild 2. Druckfestes und feuchtigkeitsresistentes Sockelverbundsystem mit FOAMGLAS

Energiesparkompass berechnet Amortisa -tionsdauer für Industrietorlösungen

Industrietore und Verladetechniklösungen tragen als Teil derGebäudehülle maßgeblich zur Energieeffizienz von gewerbli-chen Objekten bei. Der neue Energiesparkompass von Hör-mann zeigt, wie Hallendurchfahrten und Verladestellen ener-giesparend geplant werden. Ein integriertes Berechnungsmodulüberschlägt für geplante Tor- und Verladetechnikmodernisie-rungen die Amortisationsdauer.

Verschiedene Programmmodule veranschaulichen mit interakti-ven Animationen, wie Heizenergie aus einem Gewerbegebäudeentweichen kann und schlägt Lösungen vor. Bei Verladestellenbilden z. B. Ladebrücken, da sie unter dem Tor verlaufen, ofteine Kältebrücke. Läuft das Tor vor der Brücke, ist die Gebäude-hülle außerhalb des Be- und Entladevorgangs geschlossen. DerEnergiesparkompass zeigt auch, dass auf die andockenden Lkwzugeschnittene Torabdichtungen den Verlust erwärmter Luftwährend des Verladens enorm reduzieren. Ein integriertes Be-rechnungsmodul erlaubt darüber hinaus, die Energieeinspar -

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 10

Page 11: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A11Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustik

ww

w.in

gpag

es.d

e

[DURCHDACHT]

WWW. ISOCE L L . AT

Isocell bietet durchdachte Lösungen.

Beratung über bestmögliche Lösungen bei Dämmung, Dachbah-nen und Luftdichtheitssystemen mit aufeinander abgestimmtenProdukten ist unsere Stärke. Fordern Sie unsere Unterlagen an!

Schimmel am Bau

Rund die Hälfte aller Neubauten ist heute von Schimmel betrof-fen. Dies geht aus einer internen Umfrage des Verbands PrivaterBauherren (VPB) hervor. Als eine der Hauptursachen dafür siehtder VPB die zunehmenden Winterbaustellen, die häufig auchnoch schlecht betreut sind. Die Gründe dafür sind vielfältig: Im -mer mehr Menschen kaufen schlüsselfertig und planen nicht indi-viduell mit eigenem Architekten. Erfahrungsgemäß sind Schlüs-selfertigobjekte während der Bauzeit aber nicht annähernd sogut betreut wie individuelle Bauvorhaben. Außerdem wird knappkalkuliert. Besondere Schutzmaßnahmen für die Winterbaustellesind im Budget nicht vorgesehen. Ein Klassiker ist der fehlendeAbschluss zum Dachraum hin.Während im Erdgeschoss und im ersten Stock verputzt und ge-heizt wird, steht die Luke zum ungedämmten Dachgeschossweit offen. Das ist bauphysikalisch fatal, denn die Feuchtigkeitaus dem unteren Bau zieht wie in einem Kamin nach oben undschlägt sich dort an den kühlen Dachsparren nieder. Die Folgeist Schimmel. Das lässt sich vermeiden.Der VPB rät: Treppenloch zum Dach vor dem Ausbau schließen,Baustelle gut heizen und regelmäßig gründlich lüften!

Weitere Informationen:Verband Privater Bauherren e.V., Chausseestraße 8, 10115 Berlin, Tel. (030) 27 89 01-0, Fax (030) 27 89 01 11, [email protected], www.vpb.de

potenziale durch den Einsatz von Schnelllauftoren in Hallen-durchfahrten zu überschlagen. Diese minimieren die Aufsteh -zeiten der Tore und reduzieren damit das Ausströmen erwärmterLuft. Wann die so eingesparten Heizkosten die Investitionshöheüberschreiten – sich die Toranlage also amortisiert hat –, lässtsich mit dem Berechnungsmodul des Energiesparkompassesebenfalls überschlägig angeben. Der Energiesparkompass vonHörmann ist im Internet abrufbar unter www.hoermann.de/energiesparkompass.

Sechs Module: Der Energiesparkompass von Hörmann betrachtet Energie-Verlustwegesystematisch und zeigt, wie Industrietorsysteme und Verladetechniklösungen zumEnergiesparen beitragen können (Foto: Hörmann)

Weitere Informationen:Hörmann KG Verkaufsgesellschaft, Upheider Weg 94–98, 33803 Steinhagen, Tel. 01805 750 100 (0,14 €/min aus dem deutschen Festnetz,Mobilfunk max. 0,42 €/min), [email protected], www.hoermann.com

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 11

Page 12: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Sichere Technologie zur Abdichtung vonBetonfertigteilkellern

Der Trend zur Fertigteilbauweise ist – aus bekannten Grün-den – in allen Bereichen der Bauindustrie zu verzeichnen –vom Wohnungsbau über Industrie- und Gewerbebau bis hinzu Gebäuden mit besonders hochwertigem Nutzungsanspruch,wie etwa Archive und Lagerräume für feuchtempfindlicheGüter. Die Ausführung erfolgt entweder mit massiven Voll-wandelementen oder mit Dreifachwänden. Jedoch stellt dieAbdichtung die Ausführung vor eine besondere Herausforde-rung, da die üblichen Bauweisen als WU-Konstruktion mitFugenband hier nur sehr begrenzt möglich sind.

Die Sika Deutschland GmbH hat hierfür eine einfach zu instal-lierende, sichere und wirtschaftliche Systemlösung entwickelt:Die Kombination aus dem Fugenabklebesystem Tricoflex mitder neuen Frischbetonverbunddichtungsbahn SikaProof A.

Systemkombination aus Fugen- und FlächenabdichtungDer größte Nachteil von Flächenabdichtungen ist der hohe Sa-nierungsaufwand im Schadensfall. Eine herkömmliche Flächen-abdichtung, wie beispielsweise die schwarze Wanne, umhülltdas Bauwerk nur lose. Deshalb kann Feuchtigkeit gegebenen-falls durch eine Perforation der Abdichtung eintreten und an-schließend zwischen Bauwerk und Abdichtungslage wandern.Um dies zu vermeiden, arbeiten moderne Systeme mit der Frisch-betonverbundtechnologie: Sie ist hinterlaufsicher und bietetsomit höchsten Schutz.Die neue, innovative Dichtungsbahn SikaProof A der SikaDeutschland GmbH ist eine mehrlagige Abdichtungsmembranauf Basis einer bewährten FPO-Dichtungsbahn und der neuenspeziell dafür entwickelten Grid-Seal-Technology. Diese Techno-logie ist nach dem Prinzip eines Mini-Compartment-Systems

aufgebaut: Die Dichtungsmembran ist mit einer gitternetzarti-gen Struktur geprägt, die wiederum mit einem speziellen Dicht-stoff gefüllt ist. Kommt es zu einer Beschädigung der Dichtungs-membran, wird das Wasser innerhalb eines kleinen Teilbereichsgehalten und kann die Dichtungsbahn nicht hinterwandern.Ein Wassereintritt ins Bauwerk kann nur in dem äußerst selte-nen Fall auftreten, dass ein Riss oder eine Fehlstelle im Betondeckungsgleich mit der Beschädigung in der Membran ist. Aberauch in solch einem Fall kann die Sanierung sehr einfach mit-tels Bohrpackerinjektionen erfolgen.Auf der Betonageseite ist die Membran mit einen Vlies kaschiertund ist vor der Betonage in die Schalung oder auf der Sauber-keitsschicht auszulegen. Im Fertigteilwerk wird die Bahn auf dieentsprechenden Wandflächen vorkonfektioniert und auf demSchalwagen ausgelegt. Bei der anschließenden Betonage pene-triert der Frischbeton das Vlies und haftet mit Erhärten mecha-nisch auf dem Bauwerk – aufgrund der flächigen Verkrallung.Neben dem flächigen Verbund und dem Hinterlaufschutz bietensolche Systeme vor allem bauphysikalische und wirtschaftlicheVorteile. Im Gegensatz zur wasserundurchlässigen Bauweisehandelt es sich hier um eine wasserdichte Bauweise: Nach demAustrocknen der Betonrestfeuchte ist kein weiterer Feuchte -eintrag mehr von außen möglich. Dies ist vor allem bei Wohn-räumen, Archiven, Technik- und EDV-Zentralen von enormerWichtigkeit, da hier ein möglichst trockenes Raumklima herr-schen muss. Die hochflexiblen rissüberbrückenden Eigenschaften der FPO-Dichtmembran lassen eine Reduzierung der rissbegrenzendenBewehrung bis 1 mm Rissweite bei der Berechnung der Bau-teile zu. Ebenso sind die in der WU-Richtlinie geforderten Min-destbauteilstärken nicht erforderlich.Nach Fertigstellung der im Ortbeton hergestellten Bodenplatte,können die im Fertigteilwerk mit Dichtungsbahn ausgestattetenWände gestellt und ggf. ausbetoniert werden. Durchführungen,Sonderdetails, Spannstellen sowie die Arbeits- und Dehnfugenwerden im Nachgang mit dem Tricoflex-Abklebesystem geschlos-sen. Bei diesem System wird eine TPE-Dichtmembran beidseitigder Fuge in ein Epoxydharzkleberbett eingeklebt. Somit kannder gesamte Fugenverlauf geschlossen abgedichtet werden. Nach Fertigstellung aller Arbeitsgänge ist das Bauwerk allum-fassend in eine geschlossene und dichte Hülle gebettet. Sämtli-che Detailpunkte und Übergänge sind in Funktionsprüfungennachgewiesen und mit einem allgemein bauaufsichtlichen Prüf-zeugnis belegt. Der Bauherr erhält mit SikaProof A nicht nureine hochwertige, sondern auch in vollem Umfang geprüfteBauwerksabdichtung der neuesten Generation.

Weitere Informationen:Sika Deutschland GmbH, Kornwestheimer Straße 103–107,70439 Stuttgart, Tel. (0711) 8009-0, Fax (0711) 8009-576, [email protected], www.sika.de

A12 Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustikw

ww

.ingp

ages

.de

Bild 1. SikaProof A steht für eine neueGeneration der Frischbetonverbund-Ab-dichtung und bietet vielfältige Lösungenfür die Erstellung wasserdichter Beton-bauwerke.

Bilder 2 und 3. Hinterlaufschutz durch die Grid-Seal-Technology: Die Dichtungsmem-bran ist mit einer gitternetzartigen Struktur geprägt, die mit einem speziellen Dichtstoffgefüllt ist. Kommt es zu einer Beschädigung der Dichtungsmembran, wird das Wasserinnerhalb eines kleinen Teilbereichs gehalten und kann die Dichtungsbahn nicht hin-terwandern.

Bild 4. Die Dichtungsbahn SikaProof Akann sowohl im Neubau als zur Sanierung,beispielsweise für die Ausbildung einer In-nenwanne eingesetzt werden. Außerdemkann sie auch für die partielle Abdichtungals zusätzliche Sicherung bei rissanfälli-gen Bauteilen verwendet werden.

Bild 5. Höchste Sicherheit mit modernen aufeinander abgestimmten Abdichtungs-komponenten: SikaProof A und Tricoflex (Fotos: Sika Deutschland GmbH)

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 12

Page 13: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A13Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Schallschutz und Akustik

ww

w.in

gpag

es.d

e

Neuer Dämmstoff für HöchstleistungenMit JACKODUR Plus hat JACKON Insulation einen neuenHochleistungsdämmstoff entwickelt, der die Wärmeleitfähig-keit herkömmlicher Dämmstoffe aus extrudiertem Polystyrol-Hartschaum (XPS) deutlich unterbietet.

Nur 0,027 W/(m · K) – diese einzigartig niedrige Wärmeleitfähig-keit für XPS-Dämmstoffe erreicht JACKODUR Plus. Mit demneuen Material reagiert der Hersteller auf die stetig steigendenAnforderungen beim Wärmeschutz von Gebäuden. Möglichwird die hohe Leistung des Dämmstoffs durch den Einsatzeines neuen Isoliergases, welches in der feinporigen Zellstruk-tur des Dämmstoffs die Grundlage für höchste Energieeffizienzschafft. Im Vergleich zu konventionell hergestelltem XPS ist derDämmwert von JACKODUR Plus bis zu 30 % besser. Damitkönnen mit dem Material besonders schlanke Bauteile geplantund ausgeführt werden, die dennoch höchste Ansprüche beimWärmeschutz erfüllen. JACKODUR Plus hat bereits die allge-meine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts fürBautechnik (DIBT) und die SIA-Bestätigung in der Schweiz er-halten.

Bild 1. JACKODUR Plus ist der neue Hochleistungsdämmstoff von JACKON Insula-tion. Das XPS-Produkt mit besten Dämmeigenschaften ist in Dicken von 50 bis 200 mmerhältlich

Bild 2. Im Vergleich zu konventionell hergestelltem XPS ist der Dämmwert von JACK-ODUR Plus bis zu 30 Prozent besser. Daher werden höchste Ansprüche beim Wärme-schutz bereits mit geringerer Dämmstoffdicke erfüllt

Bild 3. Im Umkehrdach ermöglicht JACKODUR Plus niedrigere Dachaufbauten. Denndank der höheren Dämmleistung lässt sich das Ergebnis einer herkömmlichen XPS-Dämmung mit weniger Dämmstoffdicke erzielen

Bild 4. Das Umkehrdach ist eines der Haupteinsatzgebiete des neuen Hochleistungs-dämmstoffs Plus (Fotos: Jackon-Insulation)

Die Vorteile des neuen DämmstoffsDas Material entspricht der EN 13164 und erfüllt alle Anforde-rungen an einen modernen Hochleistungsdämmstoff: Es ist hoch-druckfest, formstabil, feuchtigkeitsunempfindlich, witterungsbe-ständig, langlebig und nachhaltig. Der Wärmedurchlasswider-stand liegt bei 50 mm Dicke bei 1,85 m2 · K/W und steigert sichauf 7,40 m2 · K/W bei 200 mm Dicke. Die Druckfestigkeit beträgt300 kPa, die Dauerdruckfestigkeit 130 kPa. Damit liegen dieHauptanwendungsgebiete von JACKODUR Plus in hochbean-spruchten Bereichen wie der Kelleraußenwanddämmung, derDämmung unter der Bodenplatte gegen Erdreich, der Dämmungunter Estrich, der Flachdachdämmung als Umkehrdach, derDämmung der obersten Geschossdecke und der Kerndämmung.Erhältlich ist JACKODUR Plus in Dämmstoffdicken von 50 bis200 mm. Die Oberflächenstruktur ist glatt, als Kantenausführungstehen die Varianten Glattkante oder Stufenfalz zur Auswahl.

Weitere Informationen:JACKON Insulation GmbH, Carl-Benz-Straße 8, 33803 Steinhagen,Tel. (05204) 9955-0, Fax (05204) 9955-400, [email protected], www.jackon-insulation.com

04_A04-A13_04_A04-A15.qxd 31.01.12 09:10 Seite 13

Page 14: Bauphysik 01/2012 free sample copy

A14 Bauphysik 34 (2012), Heft 1

AnbieterverzeichnisProdukte & Dienstleistungen

Brandschutz

G+H ISOLIERUNG GmbHBürgermeister-Grünzweig-Str. 167059 LudwigshafenTel.: +49 (0) 6 21/5 02-2 92Fax: +49 (0) 6 21/5 02-5 [email protected]

Estrichdämmung

BSW GmbHAm Hilgenacker 24D-57319 Bad BerleburgTel. (0 27 51) 803-124Fax (0 27 51) 803-159E-Mail: [email protected]: www.bsw-schwingungstechnik.de

Trittschalldämmung für hoch belastbare Estriche mit bauauf-sichtlicher Zulassung

Fassadentechnik

G+H Fassadentechnik GmbHAuf den Holln 4744894 BochumTel.: +49 (0) 2 34/58 72-0 Fax: +49 (0) 2 34/58 72-4 28 [email protected] www.guh-fassaden.de

Isolierung

G+H ISOLIERUNG GmbHBürgermeister-Grünzweig-Str. 167059 LudwigshafenTel.: +49 (0) 6 21/5 02-2 92Fax: +49 (0) 6 21/5 02-5 [email protected]

Passivhaus

UNIPOR-Ziegel Marketing GmbHLandsberger Straße 39281241 MünchenTel.: 089 749867-0Fax: 089 749867-11E-Mail: [email protected]: www.unipor.de

Schallschutz

G+H Schallschutz GmbHBürgermeister-Grünzweig-Straße 167059 LudwigshafenTel.: +49 (0) 6 21/5 02-5 25Fax: +49 (0) 6 21/5 02-5 [email protected]

Schwingungs-isolierung

G+H Schallschutz GmbHBürgermeister-Grünzweig-Straße 167059 LudwigshafenTel.: +49 (0) 6 21/5 02-5 27Fax: +49 (0) 6 21/5 02-5 [email protected]

Getzner Werkstoffe GmbHAm Borsigturm 11D-13507 BerlinTel. (0 30) 40 50 34-00Fax (0 30) 40 50 34-35E-Mail: [email protected]: www.getzner.comSylomer / Sylodyn: PUR-Werkstoffe zur Schwingungsisolierung

BSW GmbHAm Hilgenacker 24D-57319 Bad BerleburgTel. (0 27 51) 803-124Fax (0 27 51) 803-159E-Mail: [email protected]:www.bsw-schwingungstechnik.de

PUR-Schaum und hochelastischerPolyurethankautschuk zur Schwin-gungsisolierung

Speba Bauelemente GmbHIn den Lissen 6D-76547 Sinzheim

Tel.: (07221) 9841-0Fax: (07221) 9841-99E-mail: [email protected]: www.speba.de

Schwingungsisolierung aus Recycling-Gummigranulat

Software

ENVISYS GmbH & Co. KGGraben 1, 99423 WeimarTel. (03643) 49 52 710Fax (03643) 49 52 714Mail: [email protected]: www.envisys.de

Software f. Energieberatung u. -Planung, alle Nachweise nach EnEV+EEWärmeG, z. B. DIN 18599, 4108, 4701 u. v. m.

Trittschalldämmung

Max Frank GmbH & Co. KGTechnologien für die BauindustrieMitterweg 1D-94339 LeiblfingTel. +49 (0) 94 27 189-0Fax +49 (0) 94 27 1588E-Mail: [email protected]: www.maxfrank.de

GummiwerkKraiburg Relastec GmbHFuchsberger Str. 4D-29410 Salzwedel

Tel.: (08683) 701142Fax: (08683) 7014142E-mail:[email protected]: www.kraiburg-relastec.com

Schalldämmung aus Recycling-Gummigranulat

Wärmebrücken

Max Frank GmbH & Co. KGTechnologien für die BauindustrieMitterweg 1D-94339 LeiblfingTel. +49 (0) 94 27 189-0Fax +49 (0) 94 27 1588E-Mail: [email protected]: www.maxfrank.de

Schöck Bauteile GmbHVimbucher Straße 2D-76534 Baden-BadenTel. (0 72 23) 9 67-0Fax (0 72 23) 9 67-4 50E-Mail: [email protected]: www.schoeck.de

Wärmedämmung

JACKON Insulation GmbHCarl-Benz-Straße 8D-33803 SteinhagenTel. +49 (52 04) 99 55-0Fax +49 (52 04) 99 55-400E-Mail: [email protected]:www.jackon-insulation.com

JACKODUR Wärmedämmung aus XPS für Perimeter- undUmkehrdachdämmung

05_A14_Anbieter_05_A16_Anbieter.qxd 31.01.12 09:11 Seite 12

Page 15: Bauphysik 01/2012 free sample copy

1© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Ziel der Arbeit war es, ausgewählte Eigenschaften von modifi-ziertem und nativem Holz zu bestimmen. Es wurden mechanischeund physikalische Kenngrößen thermisch modifizierter Buchen-,Eschen- und Pappelproben zweier unterschiedlicher Behand-lungsintensitäten ermittelt. Zur Referenz wurden unmodifizierteProben jeder Holzart getestet. Gegenüber anderen thermischenVergütungsprozessen beeinflusst das Vakuumpress-Trocknungs-verfahren die Eigenschaften des Holzes weniger stark. Es entste-hen auch weniger Emissionen wie Essig- oder Ameisensäuren.Die thermische Behandlung von Buche erzielt eine Reduzierungder Dichte und Biegefestigkeit, während die thermisch vergütetePappel einen leichten Anstieg beider Kenngrößen aufweist. DieEigenschaften der Esche unterscheiden sich in Abhängigkeit derBehandlungsintensität. Die mit geringer Temperatur vergütetenProben weisen dem Referenzholz gegenüber zum Teil gestiegeneFestigkeiten auf, die höher temperierten Proben stets geringere.Die Dimensionsstabilität steigt infolge der verringerten Gleich -gewichtsfeuchte. Anhand der Ergebnisse ist zu erkennen, dassdie Änderung der physikalischen wie auch mechanischen Eigen-schaften sowohl von der Behandlungsintensität und dem ange-wandten Verfahren selbst als auch von der behandelten Holzartabhängt.

Mechanical and physical properties of wood, heat-treated withthe vacuum press dewatering method. The aim of this work wasto analyse selected mechanical and physical behaviours of woodthermally treated with the vacuum press dewatering method,Vacu3. The density, bending and impact bending strength, modu-lus of elasticity, Brinell hardness and the withdrawal capacity ofscrews as well as the sorption capacity, change in colour and thethermal conductivity were measured. The investigated beech,ash and poplar samples were thermally treated with the patentedvacuum press dewatering method, Vacu3. To test the influence of processing conditions, one type of sample was treated withmedium temperatures and the other with high process tempera-tures. As a reference, the properties of unmodified specimenwere determined. Thermal modification of beech affects a de-crease in density and bending strength. The opposite is the casefor heat-treated poplar. The properties of heat-treated ash differdepending on the degree of thermal treatment. The application ofmedium process temperatures on ash causes an increment indensity and bending strength. In contrast, high process tempera-tures lead to a reduction in density and mechanical properties.As a consequence of the progressive reduction of equilibriummoisture content, the dimensional stability of heat-treated woodis improved. The test results show that changes in properties areinfluenced by the treatment intensity as well as by treatmenttechnology.

1 Einleitung

Eine thermische Behandlung beeinflusst sowohl die struk-turellen als auch die chemischen Eigenschaften von Holz,was wiederum zu veränderten mechanischen und physi-kalischen Eigenschaften führt. Zur Charakterisierung derEigenschaftsänderungen ist thermisch modifiziertes Holzbereits seit den frühen 1950er Jahren Inhalt verschiedens-ter wissenschaftlicher Arbeiten [19], [8], [21], [25], [14], [15],[23], [30].

Kubojima et al. [20] ermittelten eine Reduktion derBiegefestigkeit thermisch behandelten Holzes mit zuneh-mender Behandlungsdauer. Arnold [1] untersuchte die Be-ziehung zwischen Biegefestigkeit und strukturellen Ände-rungen sowie gesunkenem Sorptionsvermögen an ther-misch vergüteter Buche und Fichte. Burmester [7] undGiebeler [10] bestimmten ein um bis zu 60 % reduziertesQuellvermögen von Holz infolge einer thermischen Be-handlung und Kollmann et al. [18] konnten eine Korrela-tion zwischen dem Quellverhalten und der Farbänderungvergüteten Holzes feststellen. Beeinflusst wird die Farb -änderung nach Kollmann et al. [18] vor allem von Behand-lungsdauer und -temperatur, aber auch von der Holzfeuchtesowie der Umgebungsfeuchte während des Modifizierungs-prozesses.

In weiteren Arbeiten konnten Korrelationen zwischender Farbe und chemischen, mechanischen und physikali-schen Eigenschaften thermisch modifizierten Holzes nach-gewiesen werden [4], [25], [16], [12]. Übergreifend wurdedabei festgestellt, dass die mechanischen Eigenschaftenvergüteten Holzes mit zunehmender Verfärbung sinken,wobei der Gesamtfarbabstand ΔEab mit den Eigenschafts-änderungen besser korreliert als die Helligkeit L [4]. Zu-sammenhänge zwischen mechanischen und chemischenMaterialeigenschaften untersuchten Hofmann et al. [15],wobei sie unter anderem mit steigendem Totalphenolgehalteine Reduzierung der Biegefestigkeit feststellten. Laubhöl-zer wiesen eine höhere Korrelation auf als Nadelhölzer.Bächle et al. [3] nutzen NIRS (Nahinfrarotspektroskopie)und eine multivariate Chemometrie zur Bestimmung desBruch- und Elastizitätsmodules, der Dichte und des Feuchte-gehaltes thermisch vergüteter Buche (Fagus sylvatica L.)und Fichte (Picea abies L. Karst.).

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Ermittlungausgewählter mechanischer und physikalischer Eigenschaf-ten thermisch mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren

Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahrenthermisch behandeltem Holz

Melanie WetzigTom SievertsHolger BergemannPeter Niemz

Fachthemen

DOI: 10.1002/bapi.201200001

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:13 Seite 1

Page 16: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Vacu3 behandelten Holzes sowie unbehandelten Referenz-holzes.

2 Prinzip des Verfahrens Vacu3

Das Prinzip der Vakuumpress-Trocknung nutzt den Effekt,dass sich der Siedepunkt von Wasser mit abnehmendemLuftdruck reduziert. Die Geschwindigkeit des Feuchtetrans-portes im Holzquerschnitt wird erhöht und Spannungenwerden verringert. Vacu3 nutzt die Vorteile des schnellenHolzfeuchtetransportes bei einem Vakuum von 150 mbar(85 % Vakuum) in Verbindung mit einer gut regelbarenund effizienten Kontaktwärmeübertragung (175 bis 230 °C)durch Heizplatten. Damit können selbst dicke Hölzer oderauch Lamellen im Stapel schnell entfeuchtet und gleich-mäßig thermisch behandelt werden. Die Steuerung derAnlage erfolgt, sowohl im Verlauf der Darrtrocknung alsauch bei der anschließenden thermischen Modifizierung,über die Gewichtsabnahme des Holzes. Durch Einsatz derKontaktwärmeübertragung ist die Dunkelfärbung des vergü-teten Holzes homogen. Abzeichnungen von Stapellatten,wie sie bei anderen Vergütungsverfahren auftreten, sindnicht vorhanden. Mit einem speziellen Airbagsystem wirdwährend der Vakuum-Behandlung ein Druck von bis zu70 t auf das Holz ausgeübt. Dadurch können Verformun-gen der Ware stark reduziert werden.

Das entstehende Kondensat wird während der ge-samten Behandlung kontinuierlich abgesaugt. Darin ge-bundene chemische Nebenprodukte wie Formaldehydoder Ameisen- und Essigsäure werden somit gleich nachderen Entstehung aus dem Behandlungsraum abgeführt,wodurch das behandelte Holz deutlich geringere VOC-Emissionen aufweist als thermisch vergütetes Holz ande-rer Technologien (vgl. Roffael et al. [26]). Als Folge dergeringen VOC-Emissionen ist auch der von anderen Pro-zessen bekannte, typisch rauchige Geruch des behandel-ten Holzes beim Vacu3-Verfahren deutlich weniger mar-kant.

3 Material und Methoden3.1 Material

Das untersuchte Buchen- (Fagus sylvatica L.), Eschen- (Fra-xinus excelsior L.) und Pappel- (Populus L.) Holz wurdeindustriell während zwei Stunden mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren Vacu3 thermisch modifiziert. Die Pro-zessgesamtdauer (inkl. Vortrocknung und Abkühlung) be-trug 11 Stunden.

Um den Einfluss der Behandlungstemperatur zu untersuchen wurde eine Charge mit geringer Temperatur(< 200 °C; T1) und eine weitere mit hoher Behandlungs-temperatur (> 200 °C; T2) vergütet. Die untersuchte Pap-pel wurde ausschließlich mit hoher Prozesstemperatur be-handelt. Zur Referenz wurden auch die Eigenschaftenthermisch unbehandelten Holzes ermittelt. Die thermischbehandelten und die Referenzproben stammten aus ver-schiedenen Rohmaterialchargen, wodurch bereits von vorn-herein gewisse Abweichungen der spezifischen Eigenschaf-ten vorhanden gewesen sein können.

Alle Prüfkörper wurden vor Versuchsbeginn bis zumErreichen ihrer Gleichgewichtsfeuchte bei 20 °C und 65 %relativer Luftfeuchte konditioniert.

2

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

3.2 Methoden

FarbeDie Farbmessungen erfolgten an gehobelten Oberflächenmit dem Chroma-Meter CR 200 (Minolta, Tageslichtein-stellung D65). Es wurden an zehn Prüfkörpern (longitudi-nal/radial/tangential: 400 × 20 × 20 mm3) jeder Holzartund Behandlungsstufe jeweils zwei Messungen auf einerRadial- und einer Tangentialfläche ausgeführt. Die ermit-telten Farbkennwerte dienten der Berechnung des Ge-samtfarbabstandes ΔEab. Dieser beschreibt den absolutenAbstand zweier Farben im CIELAB-Farbraum und errech-net sich aus den Koordinaten zweier Farborte nach Gl. (1).

(1)

wobei:

ΔL = LT – LR (2)

Δa = aT – aR (3)

Δb = bT – bR (4)

mit:ΔEab FarbabstandL Helligkeitswerta, b Farbkennwerte (grün-rot/blau-gelb)T Testwert (behandelt)R Referenzwert (unbehandelt).

Dichte und dynamischer ElastizitätsmodulDie Bestimmung der Dichte erfolgte nach DIN 52182(1978) durch Erfassung der Abmessungen der longitudina-len (l), radialen (r) und tangentialen (t) Abmaße und derMassen aller Prüfkörper, die zur Bestimmung der Biege-festigkeit und Bruchschlagarbeit genutzt wurden. Es wurdenca. 200 Prüfkörper jeder Behandlungsvariante und Holzartgeprüft. Dieselben Prüfkörper wurden zur Bestimmung desdynamischen Elastizitätsmodul (E-Modul) mittels Ultra-schall (Steinkamp, Ultrasonic Tester BPV, 50 kHz) genutzt.

BrinellhärteDie Brinellhärte wurde an einer Universalprüfmaschine derFirma Zwick (100 kN) in Anlehnung an DIN EN 1534mit dem von Stübi und Niemz [28] beschriebenen Verfah-ren durchgeführt. Es erfolgten fünf Messungen auf jeweilseiner Tangential- und einer Radialfläche der zehn geprüf-ten Proben (l/r/t: 300 × 20 × 20 mm3) jeder Holzart undBehandlungsintensität. Die Berechnung der BrinellhärteHB [N/mm2] erfolgte mit Gl. (5).

(5)

mit:D Kugeldurchmesser [mm]h maximale Eindringtiefe der Kugel [mm]F Prüfkraft [N].

BiegefestigkeitDie Biegefestigkeit wurde mittels Dreipunktbiegung nachDIN 52186 mit einer Universalprüfmaschine der Firma

Δ Δ Δ ΔE L a bab = + +2 2 2

HB Fh D

=⋅ ⋅π

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:13 Seite 2

Page 17: Bauphysik 01/2012 free sample copy

3

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Zwick (100 kN) bestimmt. 60 Prüfkörper jeder Holzart undBehandlungsintensität wurden untersucht.

BruchschlagarbeitDie Prüfung erfolgte mit einem Pendelschlagwerk (Mohr& Federhaff AG) mit einer Schlagkraft von 98,1 J nachDIN 52189. 65 Proben jeder Behandlung und Holzartwurden geprüft.

SchraubenauszugwiderstandZur Bestimmung des Schraubenauszugwiderstandes nachDIN EN 1382 wurden je zu untersuchender Holzart undVergütungsstufe 30 Prüfkörper (l/r/t: 75 × 25 × 75 mm3)angefertigt. Der Schraubenauszug wurde mit Schrauben(5 × 80; Firma SPAX®) in radialer Richtung mit einer Uni-versalprüfmaschine der Firma Zwick (100 kN) geprüft. DiePrüfkörper wurden auf 3 mm vorgebohrt. Mit Gl. (6) wurdeder Ausziehparameter f [N/mm2] errechnet.

(6)

mit:Fmax maximale Ausziehlast [N]d Durchmesser des glatten Schraubenschaftes [mm]lp Eindringtiefe der Schraube inklusive Spitze [mm].

Die Schrauben wurden vollständig durch die Prüfkörperhindurch geschraubt, so dass die Spitze auf der unterenSeite austrat.

Die Dichte der Prüfkörper des Schraubenauszugwider-standes wurde getrennt bestimmt. Dies erfolgte weil diePrüfkörper nicht aus den gleichen Brettern der Bruch- undBiegefestigkeitsbestimmungen geschnitten wurden, wo-durch deren mittlere Dichte nicht auch jener der Schrau-benauszugwiderstandsproben entsprechen musste.

Sorption und QuellungDie Ermittlung der Sorptions- und Quellwerte erfolgte an17 Proben (l/r/t: 10 × 20 × 20 mm3) jeder Holzart undVergütungsstufe. Vor Beginn der Klimatisierung wurdendie Proben darrgetrocknet. Bestimmt wurden die Dimen-sionen in radialer und tangentialer Richtung sowie dieMassen bei 20 °C und 35 %, 50 %, 65 %, 80 % und 93 %relativer Luftfeuchte gemäß DIN 52184.

WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit wurde an jeweils einer Platte (l/r/t:500 × 500 × 25 mm; Jahrringverlauf 60 bis 90°) jeder Holz-art und Behandlungsstufe nach ISO 8302 im Einplatten-

fFd lp

=⋅

max

Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP-500 (Lambda-Messtechnik GmbH Dresden) bestimmt. Die Prüfkörperwurden jeweils bei drei mittleren Messtemperaturen (10,20, 30 °C) und einer Temperaturdifferenz zwischen denMessplatten von 10 K gemessen. Der Anpressdruck betrug2500 N/mm2. Zur Charakterisierung der Wärmeleitfähig-keit wird der λ10-Wert angegeben. Dieser wird mittels Re-gressionsgleichung aus den erhaltenen Daten errechnet.

Zugscherfestigkeit von HolzverklebungenZur Prüfung der Verklebungsgüte wurden Zugscherprobennach DIN EN 302-1 gefertigt. Auftragsmengen und Press-drücke entsprachen den Herstellerangaben (Klebfugen -dicke 0,1 mm). Da thermisch behandeltes Holz einen nied-rigeren pH-Wert und eine veränderte Feuchteaufnahmebesitzt, wurde der Einfluss der Presszeit in 3 Stufen unter-sucht. Angaben zu den verwendeten Klebstoffen, Auftrags-mengen, Presszeiten und Pressdrücken enthält Tabelle 1.

4 Ergebnisse und Diskussion4.1 Farbmessungen

Die ermittelten Farbänderungen korrelierten mit der Be-handlungsintensität. Mit ansteigender Behandlungstempe-ratur nahm der Gesamtfarbabstand ΔEab zu. Die Farbände-rung war homogen über den gesamten Probenquerschnitt,was anhand der nahezu gleichen Gesamtfarbabstände derRadial- bzw. Tangentialflächen zu erkennen ist (Bild 1).

Die Abbildung zeigt ebenfalls, dass Buche und Eschebei vergleichbaren Behandlungstemperaturen sehr ähnliche

Bild 1. Gesamtfarbabstand ΔEab des thermisch behandeltenHolzes in Bezug auf unbehandeltes Referenzholz (Behand-lungstemperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); rad: radial,tang: tangentialFig. 1. Colour distance ΔEab of heat-treated wood samplescompared to untreated wood (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); rad: radial, tang: tangential

Klebstoff Art Auftrag PressdruckPresszeit1

100 % 200 % 300 %

Miracol 6400 Duo

2K-Weißleim(PVAc) (4D) 200 g/m2 0,8 N/mm2 1 h 2 h 3 h

Purbond HB 181 1K-PUR 200 g/m2 0,8 N/mm2 6,5 h 13 h 19,5 h

Placol 4507 UF 200 g/m2 0,8 N/mm2 8 h 16 h 24 h

Tabelle 1. Pressparameter für die Herstellung der Zugscherproben nach DIN EN 302-1Table 1. Press parameter for bonding the test samples to determine the bond strength in longitudinal tensile shear strengthaccording to DIN EN 302-1

1 100 % entsprechen der Mindestpresszeit nach Herstellerangaben

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:13 Seite 3

Page 18: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Farbänderungen ergaben, während Pappel deutlich höhereWerte aufweist. Farbunterschiede an Buchenproben mitFarbkern konnten selbst nach intensiver thermischer Be-handlung nicht egalisiert werden. Der Farbkern war nachder thermischen Modifizierung heller als das Holz ohneFarbkern. Andere Technologien zur thermischen Behand-lung von Holz können bereits bei geringeren Temperatureneine vollständige Egalisierung der Farbunterschiede zwi-schen Farbkern und umliegendem Holz erreichen. Grunddafür ist nicht zuletzt der größere Helligkeitsverlust desHolzes der anderen Verfahren (z. B. Behandlung im Auto-klav). Das mittels Vacu3 vergütete Holz ist bei gleichenTemperaturen heller als das z. B. im Autoklav behandelte.Nach Angaben von Kollmann et al. [18] wird die Hellig-keit des Holzes umso stärker reduziert, je feuchter es wäh-rend der thermischen Behandlung ist. Entscheidend istauch die Sauerstoffkonzentration. Die Auswertung derFarbe des mit Vacu3 vergüteten Holzes zeigte zudem, dassdie Helligkeit mit einem Behandlungstemperaturanstiegvon 20 K um 10 % sank.

4.2 Dichte der Biegefestigkeits- und Bruchschlagarbeitsproben

Die ermittelten Werte lassen erkennen, dass der Einflusseiner thermischen Vergütung auf die Rohdichte stark vonder Holzart abhängt. Die Untersuchung der Pappel ergibtum ca. 4 % gestiegene Werte des modifizierten Holzes ge-genüber den Referenzproben. Die Dichte der Buche nimmtmit zunehmender Behandlungstemperatur um bis zu 8 %ab. Auch die Dichte der mit hoher Temperatur modifizier-ten Esche wird um rund 3 % reduziert. Die mild vergüte-ten Proben hingegen weisen dem Referenzholz gegenübereinen Dichteanstieg von 11 % auf (Bild 2).

Ein Dichteanstieg thermisch vergüteten Holzes gegen-über Referenzholz wurde u. a. bereits von Bächle undSchmutz [2] ermittelt. Basis war eine milde Behandlung,wobei die Behandlungstemperatur den wesentlichen Ein-fluss auf die Intensität ausübte. Im Rahmen der vorliegen-den Arbeit kann die Erhöhung der Dichte der mild vergü-teten Eschenproben auf die niedrigen Prozesstemperatu-ren zurückgeführt werden, nicht aber die unveränderteDichte der Pappelproben. Eine Verringerung der Dichtesteht bei thermisch modifiziertem Holz in starker Verbin-dung mit dem Hemizelluloseabbau, welcher wiederum

4

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

wesentlich mit für die Farbänderung verantwortlich ist.Ausgehend von dem großem Helligkeitsverlust der modifi-zierten Pappelproben (–40 %), war eine Dichtereduktionzu erwarten. Ebenfalls ausschlaggebend für reduzierteDichtewerte thermisch behandelten Holzes ist nach Niemz[31] die verringerte Feuchtigkeitsaufnahme. Die Gegen-überstellung der Ausgleichsfeuchten des untersuchten, nor-malklimatisierten Holzes (Tabelle 3: 20/65) mit den ermit-telten Dichten lässt erkennen, dass die Holzfeuchten imGegensatz zu den Dichten mit steigender Behandlungs-temperatur kontinuierlich sinken.

4.3 Brinellhärte

Die tangentiale und radiale Brinellhärte der jeweiligen Be-handlungsintensitäten unterscheiden sich bei Esche nahezunicht. Bei Buche treten hingegen deutliche Unterschiedeauf (Bild 3). Die radiale Brinellhärte der Buche steigt leichtmit steigender Behandlungsintensität, während die tan-gential ermittelten Werte nahezu unverändert bleiben. Diemittlere Härte der thermisch behandelten Eschenproben(radial und tangential) stieg (T1) verglichen mit den Wer-ten des Referenzholzes, doch sank mit zunehmender Be-handlungstemperatur (T2) wieder unter die Werte der un-vergüteten Esche. Die Härte der modifizierten Pappel liegtradial wie tangential über den Werten der Referenzpro-ben. Radial ist der Unterschied mit 48 % dabei signifikanthöher als tangential mit nur 13 %.

Werden die Werte der Brinellhärte im Zusammen-hang mit der ermittelten Dichte (Bild 2) der Holzprobenbetrachtet ist zu erkennen, dass die Änderung der Härtevon Esche und Pappel mit der Dichte korreliert. Bucheweist gegenläufige Werte auf. Während die Dichte um 8 %sinkt, steigt die Härte in radialer Richtung um 7 %. Dietangential erfasste Brinellhärte ist mit –2 % nahezu gleichder des unbehandelten Buchenholzes.

Aus Untersuchungen von Niemz [31] geht hervor, dassdurch die im Zuge der thermischen Behandlung gleichzei-tig stattfindende Reduktion der Gleichgewichtsfeuchte desHolzes, teilweise ein leichter Anstieg der Härte auftretenkann. Dies sei hauptsächlich bei einer milden Behandlungder Fall. Werden die Werte der Gleichgewichtsfeuchte zumZeitpunkt der Härteprüfung betrachtet (Tabelle 3: 20/65),

Bild 3. Brinellhärte HB des unbehandelten Referenzholzes(R) und des thermisch behandelten Holzes (Behandlungs-temperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); rad: radial, tang: tan-gentialFig. 3. Brinell hardness HB of untreated (R) and heat-treatedhardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); rad: radial, tang: tangential

Bild 2. Dichte ρ des unbehandelten Referenzholzes (R) unddes thermisch behandelten Holzes (Behandlungstemperatur:T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)Fig. 2. Density ρ of untreated (R) and heat-treated hardwoodsamples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 4

Page 19: Bauphysik 01/2012 free sample copy

5

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

kann dieser Aspekt entsprechend aufgegriffen werden. DieEschenproben der milden Behandlung weisen den Refe-renzproben gegenüber neben einer höheren Härte aucheine geringere Holzfeuchte auf. Eine alle Holzarten über-greifende Aussage zum Einfluss der Verfahrensparameterauf die Härte kann somit nicht getroffen werden. Offen-sichtlich sind Behandlungsintensität und strukturelle Va-riationen innerhalb einer Holzart von Bedeutung.

4.4 Biegefestigkeit

Die Biegefestigkeit der Buche sinkt mit ansteigender Be-handlungstemperatur. Die Werte der thermisch behandel-ten Esche ändern sich in Abhängigkeit der Behandlungs-intensität (Bild 4). Während die Biegefestigkeit der mit ge-ringerer Temperatur behandelten Proben um 33 % steigt,sinkt sie bei den mit hoher Temperatur vergüteten Prüf-körpern um 10 %. Die Biegefestigkeit der modifiziertenPappel steigt um 10 % gegenüber den Werten des Refe-renzholzes, vergleichsweise sinkt deren Bruchschlagarbeit(Bild 6) um 30 %.

Bild 5 zeigt den Einfluss der Behandlungen auf diestatischen und dynamischen E-Modulen. Der E-Modul derBuche wird nur geringfügig beeinträchtigt, ebenso wie der

der Pappel. Auch der Wert der mit hoher Temperatur ver-güteten Esche bleibt nahezu unverändert, während derder mild behandelten Esche anstieg. Werden beide E-Mo-dulen miteinander verglichen, so ergeben sich für den sta-tischen durchschnittlich 25 % geringere Werte, doch spie-geln beide E-Modulen den gleichen Trend wieder (Bild 5).Der Unterschied beider E-Modulen zueinander kann aufdie angewandte Messmethodik zurückgeführt werden (dy-namische Beanspruchung bei Durchschallung). Der Effektder höheren Kennwerte der dynamischen Methoden isthinreichend bekannt.

4.5 Bruchschlagarbeit

Die thermisch vergüteten Proben der Buche zeigen eineReduzierung der Bruchschlagarbeit um 40 % (T1) bzw.59 % (T2) und die der Pappel um 30 % gegenüber den Re-ferenzproben. Auch die Bruchschlagarbeit der bei hoherTemperatur behandelten Esche sinkt um 40 %, währendfür die gering temperierten Proben durchschnittlich um10 % gestiegene Bruchschlagarbeiten ermittelt werdenkonnten (Bild 6). Das deckt sich mit Ergebnissen von Niemz[31].

Der Wertebereich der erfassten Bruchschlagarbeitenjeder Behandlungsintensität ist sehr hoch, so dass die dar-gestellten Änderungen bezüglich des Referenzholzes sta-tistisch keine gesicherten Aussagen zulassen, sondern einetendenzielle Entwicklung wiedergeben. Die Aussage vonNiemz [31], dass die Bruchschlagarbeit infolge einer ther-mischen Behandlung sinkt, kann anhand der aktuellenErgebnisse dennoch bestätigt werden. Einzige Ausnahmebildet die mild behandelte Esche. Ein Grund für die Stei-gerung der Bruchschlagarbeit dieser Proben liegt in derhohen Dichte. Der Einfluss struktureller Änderungen solltein weiterführenden Untersuchungen näher analysiert wer-den.

4.6 Schraubenauszugwiderstand

Wie in Bild 7 erkannt werden kann, verringert sich derSchraubenauszugwiderstand des thermisch vergüteten Hol-zes verglichen mit jenem des Referenzholzes.

Der Schraubenausziehparameter als Wert des Wider-standes des Prüfkörpers gegen in Achsrichtung der Ver-

Bild 5. Elastizitätsmodulen des unbehandelten Referenzhol-zes (R) und des thermisch behandelten Holzes (Behand-lungstemperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); links statischesElastizitätsmodul, rechts dynamisches ElastizitätsmodulFig. 5. Modulus of elasticity of untreated (R) and heat-treatedhardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); left static Modulus of Elasticity, right dynamicmodulus of elasticity

Bild 6. Bruchschlagarbeit W des unbehandelten Referenz-holzes (R) und des thermisch behandelten Holzes (Behand-lungstemperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)Fig. 6. Impact bending strength W of untreated (R) andheat-treated hardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

Bild 4. Biegefestigkeit σ des unbehandelten Referenzholzes(R) und des thermisch behandelten Holzes (Behandlungs-temperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)Fig. 4. Bending strength σ of untreated (R) and heat-treatedhardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:28 Seite 5

Page 20: Bauphysik 01/2012 free sample copy

bindungsmittel wirkende Zugkräfte verringert sich bei derbehandelten Buche stärker als bei der modifizierten Esche.Die geringste Abnahme des Schraubenausziehparametersweisen die Pappelproben auf.

Ein Vergleich des Ausziehparameters mit der für diesePrüfkörper bestimmten Dichte (siehe Tabelle 2) verdeut-licht, dass die Buchen- und Eschenproben mit zunehmen-der Behandlungsintensität sinkende Dichten vorweisen,während die Dichte der Pappelproben um ca. 3 % geringstieg. Auf Grund der gegenläufigen Tendenzen beider Kenn-werte kann die reine Abhängigkeit des Schraubenauszieh-parameters von der Dichte des Holzes ausgeschlossen wer-

6

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

den. Offensichtlich sind im Zuge der thermischen Vergü-tung strukturelle Änderungen aufgetreten, die den Schrau-benauszugwiderstand beeinträchtigen. Dies zeigt sich auchin der mit einer thermischen Behandlung einhergehendenVersprödung des Holzes. Besonders deutlich wird dies beiden mit hoher Temperatur thermisch vergüteten Prüfkör-pern der Esche, die bei der Versuchsdurchführung häufigzerbrachen.

4.7 Sorption und Quellung

Generell wird die Gleichgewichtsfeuchte durch die Wärme-behandlung deutlich reduziert (Tabelle 3). Die Ausgleichs-feuchte der unbehandelten Esche ist stets leicht höher alsdie der unbehandelten Buche. Die Ergebnisse der ther-misch modifizierten Proben beider Holzarten zeigen um-gekehrte Resultate. Mit steigender relativer Luftfeuchtesteigen die Unterschiede zwischen den thermisch behan-delten Eschen- und Buchenproben an (Tabelle 3).

Die unbehandelten sowie thermisch behandelten Pap-pelproben besitzen, verglichen mit den beiden anderenHolzarten, stets die geringsten Ausgleichsfeuchten in dengeprüften Klimata. Das Vacu3-Verfahren beeinflusst dieGleichgewichtsfeuchte der Hölzer ebenso stark wie an-dere thermische Modifizierungstechnologien.

Auf Grund des reduzierten Sorptionsvermögens ver-ringert sich auch das Quellvermögen der thermisch be-handelten Proben. Der Vergleich der radialen und tangen-tialen Quellwerte des Buchen- und Eschenholzes bei 20 °Cund 65 % relativer Luftfeuchte lässt erkennen, dass die

Bild 7. Schraubenausziehparameter des unbehandelten Referenzholzes (R) und des thermisch behandelten Holzes(Behandlungstemperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)Fig. 7. Withdrawal capacity of screws of untreated (R) andheat-treated hardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

Tabelle 3. Holzfeuchte des unbehandelten Referenzholzes (R) und des thermisch behandelten Holzes (Behandlungstempera-turen T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); Mittelwert ± Standardabweichung Table 3. Equilibrium moisture contents of untreated (R) and heat-treated hardwood samples (treatment at T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); samples mean values ± standard deviations

ProbeGleichgewichtsfeuchte [%] bei °C/% rel. LF

20/35 20/50 20/65 20/80 20/93

Buche

R 4,93 ± 0,11 6,75 ± 0,11 9,41 ± 0,12 13,05 ± 0,17 18,70 ± 0,34

T1 4,02 ± 0,12 5,16 ± 0,11 7,16 ± 0,15 10,56 ± 0,18 15,84 ± 0,23

T2 3,46 ± 0,19 4,22 ± 0,20 5,72 ± 0,25 8,53 ± 0,33 13,16 ± 0,48

Esche

R 5,09 ± 0,18 6,87 ± 0,22 9,53 ± 0,28 13,24 ± 0,35 18,93 ± 0,62

T1 3,73 ± 0,35 4,78 ± 0,47 6,51 ± 0,69 9,54 ± 1,04 14,70 ± 1,53

T2 3,29 ± 0,27 4,01 ± 0,35 5,33 ± 0,50 7,82 ± 0,82 12,06 ± 1,32

Pappel

R 4,67 ± 0,11 6,55 ± 0,12 8,72 ± 0,13 12,28 ± 0,15 16,69 ± 0,26

T2 2,66 ± 0,17 3,70 ± 0,21 4,92 ± 0,28 7,32 ± 0,47 10,59 ± 0,69

DichteBuche Esche Pappel

R T1 T2 R T1 T2 R T2

ρ [kg/m3] 710 690 620 660 610 600 350 360

Δρ [%] –2,82 –12,68 –7,58 –9,09 2,86

Tabelle 2. Mittlere Dichte der Prüfkörper des Schraubenauszugwiderstandes und prozentuale Änderung der Dichte der thermisch modifizierten Proben (Behandlungstemperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C) in Bezug zum Referenzholz (R)Table 2. Density of the test specimens of withdrawal capacity of screws and the percentage change of the density of heat-treated hardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C) against the untreated wood samples (R)

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 6

Page 21: Bauphysik 01/2012 free sample copy

7

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Werte den Trend der Ausgleichsfeuchte wiederspiegeln.So weist die Esche sowohl höhere Verluste der Gleich -gewichtsfeuchte als auch geringere Quellwerte (radial undtangential) auf als dies bei Buche der Fall ist. Die Ab-nahme der Ausgleichsfeuchte der untersuchten Pappel isthöher als die der Buche, doch geringer als die der Esche(Tabelle 4 und Tabelle 5).

Nach Kollmann et al. [18] korreliert die durch einethermische Behandlung verursachte Farbänderung mitder Änderung der Quellwerte. Dies kann auch mit den indieser Arbeit ermittelten Werten bestätigt werden. Die in-tensiver behandelten Proben weisen sowohl den höchstenHelligkeitsverlust als auch die geringsten Quellwerte auf.Begründet werden kann dieser Zusammenhang mit demAbbau der Hemizellulose. Zum einen wird das Holz durchden Abbau der Hemizellulose dunkler ([18], [5]) und zumanderen ist sie der wesentliche Bestandteil der Holzstruk-tur, welcher für den Sorptionsprozess verantwortlich ist[27].

4.8 Wärmeleitfähigkeit

Abhängig von der Holzart ist die Wärmeleitfähigkeit derthermisch behandelten Proben um bis zu 17 % geringerals die des unbehandelten Referenzholzes. Die Wärmeleit-fähigkeit der Esche verringert sich durch die Behandlungbei beiden Prozesstemperaturen etwas stärker als die derBuche (Bild 8).

Mit 2 % ist die Reduzierung der Wärmeleitfähigkeitder Pappel deutlich unter den ermittelten Werten der Bu-che mit 14 % oder Esche mit 17 %. Die in den Untersu-chungen ermittelten Wärmeleitfähigkeiten des unbehan-delten Holzes sind im Vergleich zu Literaturwerten eherniedrig, liegen jedoch im Bereich der errechneten Korrela-tion Dichte-Wärmeleitfähigkeit von Niemz [22]. Etwas ge-ringer, aber dennoch entlang der Korrelationsgeraden sinddie Wärmeleitfähigkeitswerte der thermisch behandeltenProben. Nach Niemz [22] besitzt die Holzfeuchte einendie Dichte überlagernden Einfluss. Diese Aussage wird

Tabelle 4. Tangentiale Quellung des unbehandelten Referenzholzes (R) und des thermisch behandelten Holzes (Behand-lungstemperaturen T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); Mittelwert ± StandardabweichungTable 4. Tangential swelling of untreated (R) and heat-treated hardwood samples (treatment at T1 < 200 °C, T2 > 200 °C);samples mean values ± standard deviations

ProbeQuellmaß tangential [%] bei °C/% relativer Luftfeuchte

20/35 20/50 20/65 20/80 20/93

Buche

R 1,52 ± 0,12 2,43 ± 0,20 3,70 ± 0,25 5,57 ± 0,37 8,75 ± 0,72

T1 1,12 ± 0,08 1,65 ± 0,10 2,55 ± 0,16 4,20 ± 0,24 6,88 ± 0,39

T2 0,84 ± 0,09 1,20 ± 0,08 1,81 ± 0,11 3,12 ± 0,16 5,37 ± 0,28

Esche

R 1,20 ± 0,27 1,84 ± 0,37 2,81 ± 0,48 4,22 ± 0,68 6,48 ± 1,10

T1 0,86 ± 0,13 1,29 ± 0,19 1,92 ± 0,31 3,16 ± 0,52 5,35 ± 0,86

T2 0,57 ± 0,11 0,83 ± 0,15 1,20 ± 0,22 2,00 ± 0,35 3,46 ± 0,61

Pappel

R 0,98 ± 0,09 1,50 ± 0,16 2,01 ± 0,19 2,89 ± 0,24 4,22 ± 0,30

T2 0,56 ± 0,12 0,85 ± 0,15 1,14 ± 0,19 1,75 ± 0,28 2,81 ± 0,38

Tabelle 5. Radiale Quellung des unbehandelten Referenzholzes (R) und des thermisch behandelten Holzes (Behandlungs-temperaturen T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); Mittelwert ± StandardabweichungTable 5. Radial swelling of untreated (R) and heat-treated hardwood samples (treatment at T1 < 200 °C, T2 > 200 °C); samples mean values ± standard deviations

ProbeQuellmaß radial [%] bei °C/% relativer Luftfeuchte

20/35 20/50 20/65 20/80 20/93

Buche

R 0,95 ± 0,12 1,45 ± 0,14 2,07 ± 0,21 2,98 ± 0,31 4,38 ± 0,49

T1 0,72 ± 0,08 1,01 ± 0,09 1,49 ± 0,12 2,26 ± 0,19 3,52 ± 0,29

T2 0,59 ± 0,10 0,80 ± 0,09 1,12 ± 0,15 1,77 ± 0,22 2,79 ± 0,36

Esche

R 0,72 ± 0,15 1,07 ± 0,21 1,51 ± 0,30 2,17 ± 0,42 3,15 ± 0,57

T1 0,55 ± 0,13 0,80 ± 0,20 1,10 ± 0,20 1,73 ± 0,35 2,76 ± 0,51

T2 0,44 ± 0,06 0,59 ± 0,08 0,76 ± 0,11 1,15 ± 0,17 1,80 ± 0,30

Pappel

R 0,57 ± 0,20 0,80 ± 0,18 1,03 ± 0,18 1,34 ± 0,23 1,90 ± 0,25

T2 0,34 ± 0,09 0,46 ± 0,10 0,57 ± 0,13 0,70 ± 0,15 1,07 ± 0,19

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 7

Page 22: Bauphysik 01/2012 free sample copy

auch durch Untersuchungen von Kanter [17] in Steinha-gen [32] gestützt. Sie ermittelten bei steigender Tempera-tur zunehmende Wärmeleitfähigkeiten, die umso ausge-prägter waren, desto feuchter das Material gewesen ist.Die Aussage von Niemz [22] kann für den Vergleich der er-mittelten Dichten und Feuchten mit den Wärmeleitfähigkei-ten insofern aufgegriffen werden, als dass die Wärmeleitfä-higkeit wie auch die Holzfeuchtigkeit mit zunehmenderBehandlungstemperatur sinken, während die Dichtegleichzeitig zum Teil steigt. Auf Grund dieser Beobachtun-gen ist davon auszugehen, dass die Wärmeleitfähigkeitauch bei dem im Rahmen dieses Projektes untersuchtenthermisch behandelten Holzes stärker von der Ausgleichs-feuchte als von der Materialrohdichte abhängig ist.

4.9 Prüfung der Zugscherfestigkeit (Verklebungsgüte)

Mit Ausnahme der Prüfkörper der thermisch vergütetenBuche, verklebt mit Placol 4507 und Miracol 6400 Duobei 300 % Presszeit und der mit Miracol 6400 Duo mit200 % Presszeit verklebten modifizierten Pappel, liegendie Zugscherfestigkeiten aller thermisch behandelten Pro-ben unter denen der Referenzproben. Ein sehr deutlicherUnterschied bestand zwischen den vergüteten Eschenpro-ben und den zugehörigen Referenzproben (Bilder 9, 10und 11). Dabei ist zu berücksichtigen, dass auch die Zug-scherfestigkeit des Holzes durch die Wärmebehandlungreduziert wird.

Aus Bild 9 geht des Weiteren hervor, dass die Zug-scherfestigkeit der behandelten Pappel mit Anstieg derPresszeit reduziert wird, während sie bei der Esche nahezuunverändert bleibt und bei der Buche sogar zunimmt. Auchbei den beiden anderen Klebstoffen ist die Zugscherfestig-keit der thermisch modifizierten Pappel bei 300 % Press-zeit am geringsten, zwischen 100 und 200 % besteht nahezukein Unterschied. Die thermisch modifizierten Buchen- undEschenproben dieser Klebstoffe zeigen keinen Einfluss derPresszeit auf die Absolutwerte der Zugscherfestigkeit. Ge-wisse Veränderungen zeigten sich im Bruchbild.

Bei der Betrachtung des Holzbruchanteils auf der Prüf-fläche ist zu erkennen, dass keine wesentlichen Unter-schiede zwischen den genutzten Klebstoffsystemen beste-hen. Bei den Klebstoffen Placol 4507 und Miracol 6400 Duoweisen die thermisch behandelten Proben tendenziell einen

8

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

geringeren Holzbruch auf als die Referenzproben. Mit Ver-längerung der Presszeit nimmt dieser zu. Die Verklebungmit HB 181 erzielt beim thermisch behandelten Buchen-und Eschenholz im Durchschnitt höhere Holzbruchanteileals bei den Referenzproben. Hier dürfte die geringere Scher-

Bild 8. Wärmeleitfähigkeit des unbehandelten Referenzholzes(R) und des thermisch behandelten Holzes (Behandlungs-temperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)Fig. 8. Thermal conductivity of untreated (R) and heat-treatedhardwood samples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

Bild 9. Zugscherfestigkeit der mit Placol 4507 verklebtenProben des unbehandelten Referenzholzes (R) und der ther-misch behandelten Proben (Behandlungstemperatur: T2 >200 °C)Fig. 9. Tensile shear strengths of samples bonded with Placol4507 of untreated (R) and heat-treated hardwood samples(treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

Bild 11. Zugscherfestigkeit der mit Miracol 6400 Duo ver-klebten Proben des unbehandelten Referenzholzes (R) undder thermisch behandelten Proben (Behandlungstemperatur:T2 > 200 °C)Fig. 11. Tensile shear strengths of samples bonded with Mi-racol 6400 Duo of untreated (R) and heat-treated hardwoodsamples (treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

Bild 10. Zugscherfestigkeit der mit HB 181 verklebten Probendes unbehandelten Referenzholzes (R) und der thermischbehandelten Proben (Behandlungstemperatur: T2 > 200 °C)Fig. 10. Tensile shear strengths of samples bonded withHB 181 of untreated (R) and heat-treated hardwood samples(treatment temperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C)

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 8

Page 23: Bauphysik 01/2012 free sample copy

9

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

festigkeit des Holzes selbst von Einfluss sein. Im Fall derPappel war dieser Unterschied nicht zu erkennen. Dasszwischen dem geschätzten prozentualen Holzbruch und derZugscherfestigkeit kein eindeutiger Zusammenhang besteht,erkannten bereits Clauß et al. [9] und Brandmair et al. [6].So ist ein geringer Holzbruchanteil nicht zwingend ein In-diz für eine ebenfalls geringe Zugscherfestigkeit [6] und eingroßer Holzbruchanteil spiegelt nicht zwangsläufig hoheZugscherfestigkeiten wider. So ist bei der unbehandeltenBuche mit leicht steigendem Holzbruchanteil eine leichtsinkende Zugscherfestigkeit zu erkennen, während die ther-misch modifizierte Buche mit wachsendem Holzbruch auchdeutlich höhere Zugscherfestigkeit erzielt. Aufgrund desgeringen Probenumfanges kann in den Ergebnissen (Ta-belle 6) nur ein Trend erkannt werden, zur Klärung derZusammenhänge besteht weiterer Forschungsbedarf.

5 Zusammenfassung

Die Auswertung der Untersuchungsergebnisse lies Zusam-menhänge zwischen den angewandten Behandlungsinten-sitäten und den Eigenschaften des modifizierten Holzeserkennen. Generell sanken die mechanischen Eigenschaf-ten infolge der thermischen Behandlung, doch konntenunter milden Behandlungsbedingungen auch leicht gestie-gene Werte erfasst werden.

Im Vergleich zu anderen Vergütungstechnologien er-zielte das Vacu3-Verfahren bei vergleichbaren Behandlungs-temperaturen eine geringere Farbänderung (Helligkeits-verlust). Die Farbunterschiede zwischen Buchenholz mitFarbkern und jenem ohne, konnten selbst durch eine Be-handlung mit hohen Temperaturen nicht vollständig egali-siert werden. In Abhängigkeit von der Holzart, sanken dieQuellwerte des thermisch vergüteten Holzes um bis zu60 %, verglichen mit den Referenzproben. Dies entsprichtWerten anderer Modifizierungsverfahren. Während die Bri-nellhärte, Biegefestigkeit und Bruchschlagarbeit der meis-ten Proben infolge der Vergütung sanken, stiegen dieseKennwerte bei der mild behandelten Esche leicht an. DerSchraubenauszugwiderstand wie auch die Wärmeleitfähig-keit sanken unabhängig der untersuchten Holzart mit stei-gender Behandlungstemperatur zunehmend. Die Zugscher-festigkeiten des thermisch modifizierten Holzes waren ge-

ringer als die der Referenzproben. Gleiches gilt für denHolzbruchanteil. Mit der Erhöhung der Mindestpresszei-ten konnte der Holzbruchanteil zum Teil leicht gesteigertwerden, doch war der Einfluss eher gering.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Änderungder mechanischen wie auch physikalischen Eigenschaftenthermisch behandelten Holzes sowohl von der Behand-lungsintensität als auch der modifizierten Holzart selbstabhängen. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse kann dieAnlage des Vacu3-Verfahrens weiter optimiert und Behand-lungsparameter gezielt gesteuert werden.

Danksagung

Die Autoren möchten sich bei der timura HolzmanufakturGmbH, Rottleberode für die Initiierung und Finanzierungdes Projektes und die gute Zusammenarbeit bedanken.

Literatur

[1] Arnold, M.: Effect of moisture on the bending properties ofthermally modified beech and spruce. Journal of MaterialsScience, 45 (2009), pp. 669–680. DOI: 10.1007/s10853-009-3984-8

[2] Bächle, F., Schmutz, A.: Industrielle Untersuchungen zurOptimierung der Eigenschaften von thermisch modifiziertemHolz, insbesondere Laubholz. Forschungsbericht der ETHZürich (Institut für Baustoffe, Holzphysik) für den Fonds zurFörderung der Wald- und Holzwirtschaft Schweiz, Projektnr.2005.07, 2006.

[3] Bächle, H., Zimmer, B., Windeisen, E., Wegener, G.: Eva-luation of thermally modified beech and spruce wood andtheir properties by FT-NIR spectroscopy. Wood Science andTechnology 44 (2010), pp. 421–433. DOI: 10.1007/s00226-010-0361-3

[4] Bekhta, P., Niemz, P.: Effect of high temperature on thechange in colour, dimensional stability and mechanical pro-perties of spruce wood. Holzforschung 57 (2003), H. 5,S. 539–546.

[5] Bourgois, P. J., Janin, G., Guyonnet, R.: La mesure de cou-leur. Une methode d’etude et d’optimisation des transforma -tions chimques du bois thermolyse. Holzforschung 45 (1991),H. 5, S. 377–382.

[6] Brandmair, A., Wetzig, M., Aigner, N., Haß, P., Clauß, S.,Niemz, P.: Verfahrenstechnische Optimierung von PUR ba-

Tabelle 6. Mittlerer Holzbruchanteil [%] der Zugscherproben des unbehandelten Referenzholzes (R) und der thermisch behandelten Proben (Behandlungstemperatur: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C), angegeben nach Klebstoff und % der Mindest -presszeit nach Herstellerangaben Table 6. Wood failure [%] of tensile shear strength samples of untreated (R) and heat-treated hardwood samples (treatmenttemperature: T1 < 200 °C, T2 > 200 °C), specified on adhesive and % of the minimum moulding time given by manufacturers’instructionsg

Placol 4507 HB 181 Miracol 6400 Duo

100 % 200 % 300 % 100 % 200 % 300 % 100 % 200 % 300 %

Buche

R 98 98 100 93 97 99 93 98 59

T2 95 95 96 100 99 100 100 100 96

Esche

R 91 89 93 77 87 97 98 95 95

T2 56 52 96 96 99 99 73 76 86

Pappel

R 100 94 100 99 100 95 100 99 100

T2 77 83 96 100 96 99 89 98 100

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 9

Page 24: Bauphysik 01/2012 free sample copy

sierten Klebstoffen zur Verklebung von Laubholz und Mate-rialkombinationen. Forschungsbericht der ETH Zürich (IfB,Holzphysik) für den Fonds zur Förderung der Wald- undHolzwirtschaft Schweiz, Projektnr. 2008.09, 2010.

[7] Burmester, A.: Einfluss einer Wärme-Druck-Behandlung halb-trockenen Holzes auf seine Formbeständigkeit. Holz als Roh-und Werkstoff 31 (1973), H. 6, S. 237–243.

[8] Cammerer, J., Achtziger, J.: Einfluss des Feuchtegehaltes aufdie Wärmeleitfähigkeit von Bau- und Dämmstoffen. Baufor-schungsbericht der Bundesministeriums für Raumordnung,Bauwesen und Städtebau, Bonn, F 1988, IRB, Stuttgart, 1984.

[9] Clauß, S., Kläusler, O., Allenspach, K., Niemz, P.: Untersu-chung zur Optimierung von 1k-PUR Klebstoffen für die Ver-klebung von Vollholz. Forschungsbericht der ETH Zürich,Institut für Baustoffe, Holzphysik, 2008.

[10] Giebeler, E.: Dimensionsstabilisierung von Holz durch eineFechte/Wärme/Druck-Behandlung. Holz als Roh- und Werk-stoff 41 (1983), H. 3, S. 87–94.

[11] Gieck, K., Gieck, R.: Technische Formelsammlung. 30. Deut-sche Auflage. Gieck, Germering, 1995.

[12] Gonzalez-Peña, M. M., Hale, M. D. C.: Colour in thermallymodified wood of beech, Norway spruce and Scots pine. Part 1:Colour evolution and colour changes. Holzforschung 63(2009a), No. 4, pp. 385–393.

[13] Gonzalez-Peña, M. M., Hale, M. D. C.: Colour in thermallymodified wood of beech, Norway spruce and Scots pine. Part 2:Property predictions from colour changes. Holzforschung 63(2009b), No. 4, pp. 394–401.

[14] Hill, C. A. S.: Wood Modification, chemical, thermal andother processes. John Wiley and Sons, Chichester, 2006.

[15] Hofmann, T., Rétfalvi, T., Albert, L., Niemz, P.: Investiga-tion of the chemical changes in the structure of wood ther-mally modified within a nitrogen atmosphere autoclave. WoodResearch 53 (2008), No. 3, pp. 85–98.

[16] Johansson, D., Morén, T.: The potential of colour measure-ment for strength prediction of thermally treated wood. Euro-pean Journal of Wood and Wood Products 64 (2006), No. 2,pp. 104–110.

[17] Kanter, K. R.: The thermal properties of wood. Derev.Prom. 6 (1957), No. 7, pp. 17–18.

[18] Kollmann, F., Keylwerth, R., Kübler, H.: Verfärbungen desVollholzes und der Furniere bei der künstlichen Holztrock-nung. Holz als Roh- und Werkstoff 9 (1951), H. 10, S. 382–391.

[19] Kollmann, F., Schneider, A.: Untersuchungen über denEinfluss von Wärmebehandlungen im Temperaturbereich bis200 °C und von Wasserlagerungen bis 100 °C auf wichtigephysikalische und physikalisch-chemische Eigenschaften desHolzes. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen,Köln und Opladen, 1964.

[20] Kubojima, J., Okano, T., Ohta, M.: Bending strength andtoughness of heat-treated wood. Journal of Wood Science 46(2000): pp. 8–15.

[21] Lohmann, U., Augustin, H.: Holz-Lexikon. Nachschlage-werk für die Holz- und Forstwirtschaft, 2 Bände, 4. Auflage.DRW, Stuttgart, 2003.

10

M. Wetzig/T. Sieverts/H. Bergemann/P. Niemz · Mechanische und physikalische Eigenschaften von mit dem Vakuumpress-Trocknungsverfahren thermisch behandeltem Holz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

[22] Niemz, P.: Untersuchungen zur Wärmeleitfähigkeit ausge-wählter einheimischer und fremdländischer Holzarten. Bau-physik 29 (2007), H. 4, S. 311–312.

[23] Niemz, P.: Herstellung und Eigenschaften von Thermoholznach dem Vakuumpress-Verfahren. Holz 2 (2009), S. 37–40.

[24] Oelhafen, M.: Untersuchung der Eignung der thermischenBehandlung als Methode zur Farbegalisierung von Holz mitfakultativem Farbkern. Diplomarbeit, Berner FachhochschuleBiel, 2005.

[25] Patzelt, M., Emsenhuber, G., Stingl, R.: Colour measure-ments as means of quality control of thermally treated wood.Conference Paper: 1st European conference on wood modifi-cation, Ghent, Belgium, 2003.

[26] Roffael, E., Kraft, R., Niemz, P.: Bildung von Formaldehyd,Furfural und Ameisensäure bei der thermohydrolytischen Be-handlung von monomeren Zuckern (Xylose, Arabinose undGalactose). holztechnologie 48 (2008), H. 3, S. 15–18.

[27] Runkel, R. O. H., Lüthgens, M.: Untersuchungen über dieHeterogenität der Wassersorption der chemischen und mor-phologischen Komponenten verholzter Zellwände. Holz alsRoh- und Werkstoff 14 (1956), H. 11, S. 424–441.

[28] Stübi, T., Niemz, P.: Neues Messgerät zur Bestimmung derHärte. Universalmesssystem für erhöhte Genauigkeit bei derErmittlung der Brinell-Härte an Holzwerkstoffen. Holz-Zen-tralblatt 114 (2000), S. 1524–1526.

[29] Wetzig, M., Roffael, E., Hofmann, T.: Untersuchungen zurOptimierung der Wärmebehandlung von Holz durch Redu-zierung der Emissionen. Forschungsbericht der ETH Zürich(IfB, Holzphysik) für den Fonds zur Förderung der Wald- undHolzwirtschaft Schweiz, Projektnr. 2009.02, 2010.

[30] Willems, W., Militz, H.: Applicability of electron paramag-netic resonance to characterize hyggrothermally modifiedwood. Conference Paper: COST Action FP0904 Workshop,Biel, Switzerland, 2011.

[31] Niemz, P.: Herstellung und Eigenschaften von thermischvergütetem Holz – eine Übersicht. Schweizerische Zeitung fürForstwesen 156 (2005) No. 11, pp. 408–410.

[32] Steinhagen, H. P.: Thermal conductive properties of wood,green or dry, from –40 °C to +100 °C: A literature review.Forest Products Laboratory, Forest Service, U.S. Departmentof Agriculture, Madison Wisconsin, 1977.

Autoren dieses Beitrages: Dipl.-Ing. (BA) Melanie Wetzig, Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Peter Niemz Beide:ETH Zürich, Institut für Baustoffe, Arbeitsgruppe Holzphysik, Schafmattstr. 6, CH – 8093 ZürichTom Sieverts, Holger BergemannBeide:timura Holzmanufaktur GmbH, Am Alten Stolberg 4, D – 06548 Südharz OT Rottleberode

06_01-10_Wetzig (001)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 10

Page 25: Bauphysik 01/2012 free sample copy

11© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 34 (2012), Heft 1

In der Untersuchung wird die Effizienz oberflächennaher Geo-thermie Anlagen anhand von fünf Bauprojekten analysiert. DieMessergebnisse werden mit Auslegungsdaten der VDI 4640 ver-glichen, um die verwendeten Dimensionierungsrichtlinien zu über-prüfen. Die messtechnischen Auswertungen der Beispielanlagenzeigen, dass die spezifischen Leistungen der Richtlinie nicht er-reicht werden und die jährliche Heiz- und Kühlenergie pro MeterSonde relativ niedrig ist. Um einen wirtschaftlichen Kälte- bzw.Wärmepreis zu erreichen, spielt die exakte Dimensionierung einegroße Rolle. Wie in den Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen gezeigtwird, sind aufgrund der geringen spezifischen Leistungen nur dieAnlagen rentabel, die sehr geringe Investitionskosten haben. EineLaufzeiterhöhung mit möglichst hohen spezifischen Leistungen istdaher von großer Bedeutung, um die oberflächennahen Geother-mie möglichst ökologisch und ökonomisch sinnvoll zu nutzen.

Energy efficiency and cost effectiveness of low depth geother-mal heating and cooling for non-residential buildings. In thestudy the performance of low depth geothermal heat exchangersis analyzed for five building projects. The measurement resultsare compared with the German standard of the VDI 4640. Theanalysis shows that the specific power given in the standard isnot achieved and the annual heating and cooling energy per me-ter borehole is quite low. In order to achieve an economic coolingor heating price, the exact dimensioning of the geothermal heatexchanger is a major criterion. As it is shown in the economicstudies, only the systems with a very low invest are profitable. Anincrease of operating hours with a preferably high specific poweris vitally important for a viable use of low depth geothermal en-ergy in an ecological and economical way.

1 Einführung

Die Nutzung oberflächennaher Geothermie ist gut geeig-net für direkte oder indirekte Heiz- und Kühlanwendun-gen in Gebäuden. Die Erdreichtemperatur entspricht abeiner Tiefe von 15 m ganzjährig der mittleren jährlichenAußenlufttemperatur und erhöht sich um etwa 3 K je100 m. So liegt die Erdreichtemperatur im Winter ober-halb der Außenlufttemperatur und kann als Wärmequellefür Heizzwecke genutzt werden. Im Sommer ist die Erd-reichtemperatur meist unterhalb der Außenlufttemperatur,wodurch das Erdreich als Wärmesenke für Kühlzweckeeingesetzt werden kann.

Nutzungsmöglichkeiten der geothermischen Energiesind Gebäudeheizung und -kühlung, Warmwasserberei-

tung, Thermalbäder/Balneologie, Stromerzeugung, land-wirtschaftliche Anwendungen (Gewächshäuser, Pilzzucht,Tierzucht, Trocknung etc.) sowie Rückkühlung von Kälte-maschinen beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie.

Die Nahrungsmittelindustrie benötigt bezogen auf denPrimärenergiebedarf ca. 70 % der deutschen Kälteerzeu-gung, gefolgt von der Gebäudeklimatisierung mit 15 % undder Industrie mit 9 %.

Die Anwendungen von Erdwärmesonden im Gebäude-bereich sind vielfältig und unterscheiden sich durch die Artder Nutzung der Wärmequelle/-senke, des Trägermediumsim Gebäude und der genutzten Endenergie.

Eine Kombination aus geothermischer Wärmequelle/-senke und reversibler Wärmepumpe ermöglicht die nach-haltige Nutzung von geothermischen Anlagen als Nieder-temperaturwärmequelle/-senke für Heiz- und/oder Kühl-zwecke. Durch eine ganzjährige Nutzung der Erdsondenfür Heiz- und Kühlzwecke lässt sich die Auskühlung desErdreichs reduzieren und somit die Jahresarbeitszahl derWärmepumpen steigern. Angesichts einer stetigen Zunahmeder erneuerbaren Energien bei der Stromerzeugung, bie-ten Wärmepumpen mit geothermischer Wärmeversorgungeine zukunftsweisende Technologie zur Gebäudeklimatisie-rung. Im Rahmen einer Studie des Fraunhofer ISE wurdedie Effizienz von unterschiedlichen Wärmepumpensyste-men (Sole/Wasser, Luft/Wasser und Wasser/Wasser) anzahlreichen Anlagen im realen Praxisbetrieb über ein de-tailliertes Monitoring untersucht und ausgewertet. Für diehier betrachteten Sole/Wasser Wärmepumpen ergaben sichmittlere Jahresarbeitszahlen, die sich zwischen 3,2 und 3,3bewegen, wohingegen Luft-/Wasser lediglich mittlere Jah-resarbeitszahlen von 2,5 bis 2,6 erreichen [1].

Darüber hinaus lassen sich Erdwärmesonden auchals sommerliche Wärmesenken von Kompressionskälte-anlagen oder thermisch angetriebenen Absorptionskälte-anlagen nutzen, wodurch die Energieeffizienz der Kälte-maschine gesteigert wird und der Einsatz hygienisch pro-blematischer offener Rückkühlsysteme vermieden wird [2].Die Erfahrungen mit geothermischer Rückkühlung vonKältemaschinen sind jedoch bisher noch recht gering, ob-wohl weltweit über 500.000 Erdwärmepumpen installiertsind [3].

Die direkte Nutzung der Geothermie für Heiz- oderKühlzwecke ist jedoch die effizienteste Variante, da fürsolch ein System lediglich die Hilfsenergie (für Pumpenund Ventilatoren) elektrisch aufgewendet werden muss.

Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizenund Kühlen von Nichtwohngebäuden

Ursula EickerFelix Thumm

Fachthemen

DOI: 10.1002/bapi.201200003

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 11

Page 26: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Auch die Konditionierung von Frischluft durch ober-flächennahe Geothermie ist gut möglich. Selbst in war-men Regionen liegt die jährliche Erdmitteltemperatur un-terhalb den Spitzen-Außenlufttemperaturen, so dass einVorkühlen der Zuluft möglich ist [4].

Wasser bzw. Sole gefüllte Erdwärmetauscher werdenentweder horizontal in ca. 2 m Tiefe als Erdkollektorenoder als vertikale Erdsonden installiert. Vertikale Erdwärme-tauscher bestehen aus ein oder zwei Polyethylen U-Rohrenmit einem Sondendurchmesser von 75 bis 150 mm. Siesind in der Regel parallel miteinander verschaltet, um denDruckabfall zu reduzieren. In Europa sind weitestgehendDoppel-U-Rohre verbreitet, während sich in den USA Ein-zelrohre durchgesetzt haben. Doppel-U-Rohre reduzierenjedoch den thermischen Bohrlochwiderstand um 30 bis90 % [5].

Detaillierte Messergebnisse von mittleren und maxi-malen Heiz -und Kühlleistungen der Erdwärmetauschersind selten. Oft arbeiten Hersteller mit Mittelwerten wiedie des deutschen Standards VDI 4640.

Bei oberflächennahen horizontalen Erdwärmetau-schern wird die Erdtemperatur durch Oberflächeneinflüssebeeinflusst. In größeren Tiefen kann der Boden über denWinter stark abgekühlt werden, wenn beispielsweise übereine Wärmepumpe dem Erdreich Wärme entzogen wird.Laut [6] reduziert ein unausgewogener Erdwärmeentzugdurch einen Wärmepumpenbetrieb das Temperaturniveauum 6 K. Wird unausgewogen nur Abwärme einer Kälte-maschine in das Erdreich abgegeben, so erreicht der Erd-boden nach 13 Jahren eine Temperatur von 35 °C. Ledig-lich bei ausgeglichenem Wärmeentzug und Wärmebeladungdes Bodens bleibt die Erdtemperatur über 30 Jahre kon-stant.

Anhand von Messergebnissen aus fünf Gebäudepro-jekten mit oberflächennaher Geothermie werden das tat-sächliche Leistungsvermögen unterschiedlicher Erdwärme-tauscher-Systeme dargestellt und Optimierungsmaßnahmendiskutiert.

2 Messtechnische Untersuchungen an oberflächennahenGeothermie Anlagen

2.1 Vertikalsonden für direkte Kühlung und Heizung

Fünf vertikale Erdsonden von jeweils 80 m Länge versor-gen die Lüftungsanlage eines Seminarraums (178 m2 Nutz-fläche, maximaler Volumenstrom 5100 m3/h) mit Wärmeund Kälte in einem Bürobau in Freiburg (SIC Freiburg).Die Anlage läuft nur während des Seminarbetriebs. Zu-sätzlich wird im Sommer zu Kühlzwecken die Betonkern-aktivierung der Lobby betrieben. Diese Kombination er-höht die Betriebsstunden und Wirtschaftlichkeit der An-lage.

Im Jahr 2005 wurden lediglich 233 Stunden Zuluft-kühlung gemessen, während die Betonkernaktivierung2289 Stunden und die Luft-Vorkonditionierung im Winter856 Stunden in Betrieb war.

Die durchschnittlich gemessene Erdreichtemperaturliegt während des Sommers bei etwa 16 °C. Unmittelbarnach dem Einschalten der Solepumpe beginnt die Sole-temperatur stetig zu steigen und nimmt tagsüber um 3 Kzu. Das Erdreich regeneriert sich nachts beim Stillstandder Solepumpe. Innerhalb einer Woche Wärmeabfuhr ins

12

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Erdreich ist jedoch ein Temperaturanstieg von 15 auf 17 °Czu beobachten. Die Zulufttemperatur kann dabei von fast35 °C auf 18 bis 22 °C abgesenkt werden.

Durch den geringen Druckverlust am Wärmetauscherund den niedrigen Energieverbrauch der Solepumpe von170 W ist die mittlere Arbeitszahl mit 21,8 für Kühlen und18,8 für Heizen hervorragend.

Bei Betrieb der Lüftungsanlage ist die abgeführte ther-mische Leistung durch den Erdwärmetauscher mit einemMaximum von 24 W/m eher gering.

Wenn die Betonkernaktivierung als Verteilsystem derKühlung genutzt wird, fällt die abgeführte thermische Leis-tung des Erdwärmetauschers auf 5 bis 10 W/m.

Zwei Faktoren beeinflussen die reduzierte Leistung:Die Temperaturdifferenz zwischen der Fußbodenkühlung(18 bis 22 °C) und dem Erdreich ist geringer als die zwi-schen Lüftungsanlage und Erdreich bei Außenlufttempe-raturen bis 35 °C. Ferner ist die Wärmeübertragungsflächezwischen Fußboden und Raumluft mit 157 m2 eher gering.Bei etwa 20 W/m2 Kühlleistung einer Betonkernaktivierungkönnen mit dieser Fläche nur 3 kW vom Fußboden über-tragen werden, was weniger als 10 W pro Sonden-Meterentspricht.

Die Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rück-lauf des Erdwärmetauschers liegt durchschnittlich bei 3 Kund ist damit geringfügig höher als bei Benutzung der Lüf-tungsanlage, da der Volumenstrom aufgrund des hohenDruckabfalls im Betonfußboden reduziert ist. Eine Steige-rung der Pumpenleistung könnte die Temperaturspreizungverringern und dadurch die mittlere Oberflächentempera-tur um 1 bis 1,5 K absenken. Dies würde jedoch die Kühl-leistung im Gebäude nicht signifikant steigern. Eine grö-ßere Betonkernaktivierungsfläche würde die Leistung desErdreichwärmetauschers verbessern. Im Sommer 2006wurden die Messungen wiederholt mit einem ähnlichenErgebnis.

Wenn man die abgegebene Leistung des Erdwärme-tauschers gegenüber der Fluideintrittstemperatur in das Erd-reich darstellt, verringert sich die Streuung der Leistungs-werte. Diese Soleeintrittstemperatur schwankt im Sommerzwischen 16,5 und 24 °C.

Bild 1. Systemschema der Nutzung der Geothermie am SICGebäude in FreiburgFig. 1. System schematics of the geothermal energy use forventilation and concrete core cooling in the Freiburg SICbuilding

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 12

Page 27: Bauphysik 01/2012 free sample copy

13

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Je nach Betriebsstunden der Anlage wurde in den bei-den Messjahren pro Meter Sonde maximal 7 kWh Heiz-energie und 12 kWh Kühlenergie gemessen.

Die niedrige Arbeitszahl für Heizen im Jahr 2006 be-ruht auf der Tatsache, dass die geothermische Anlage oftbei einer geringen Temperaturdifferenz von Umgebungsluftund Erdwärmetauscher und damit geringer Heizleistungbetrieben wurde.

2.2 Vertikalsonden für indirekte Nutzung für Heizung

Ein 2006 fertiggestelltes Jugendzentrum in Ostfildern mit474 m2 Bruttogeschossfläche wurde nahezu im Passivhaus-standard gebaut, nur die großen Fensterflächen sind als sind2-fach Wärmeschutz Verglasung ausgeführt.

Der Energiebedarf wird durch eine zweistufige Sole/Wasser-Wärmepumpe gedeckt (Vitocal 300 Typ BW mit16,6 kW Heizleistung; Betriebspunkt B0/W35), die anzwei 134 m tiefe Doppel-U-Erdwärmesonden angeschlos-sen ist. Die Sonden sind mit einer Sole (Monoethylengly-kohl-Wasser-Gemisch mit einer Konzentration von 25 %)gefüllt. Die Umwälzung der Sole erfolgt durch eine Pumpemit 300 W elektrischer Anschlussleistung.

Die Fußbodenheizung, mit 35 °C maximalem Vorlauf,sowie die Lüftungsanlage werden über einen Pufferspeicherversorgt. Das Jugendzentrum hat hervorragende Heizener-gie Verbrauchswerte von 14 kWh/m2a (2008), 15 kWh/m2a(2009) und 20 kWh/m2a (2010).

Die Arbeitszahl oder Seasonal Performance Factor(SPF) der Wärmepumpe ist ein Qualitätsmerkmal für eineWärmepumpe und beschreibt das Verhältnis der Nutz-energie (Heizung) zum Aufwand (elektrische Energie). Diegemessene Jahresarbeitszahl ohne Hilfsenergie liegt im Jahr2010 bei 3,94. Wird die elektrische Energie der Solepumpeberücksichtigt, sinkt die Jahresarbeitszahl jedoch auf 2,63.

Speziell in der Übergangsperiode (März, April, Mai,September, Oktober) ist die Solepumpe nahezu durch -gehend in Betrieb, selbst wenn die Wärmepumpe nicht inBetrieb ist. Mit korrekter Regelung der Solepumpe basie-rend auf der Kompressorlaufzeit, könnte eine deutlich hö-here Arbeitszahl von 3,14 erreicht werden.

Die spezifische Leistung der Erdsonden liegt maxi-mal bei etwa 66 Wm–1 (siehe Bild 4), wenn beide Ver-dichterstufen der Wärmepumpe in Betrieb sind. Ist nurein Verdichter in Betrieb, was in den meisten Fällen derFall ist, liegt die maximale Leistung der Erdsonden bei ca.40 W/m, was einer Absolutleistung von rund 10 kW ent-spricht.

Bild 4. spezifische Leistung der Erdsonden in Abhängigkeitvon der AußenlufttemperaturFig. 4. Power delivered by the geothermal heat exchangersas a function of ambient air

Bild 2. Gemessene Leistung des vertikalen Erdwärmetau-schers bei entsprechender Außenlufttemperatur im Freibur-ger SIC Gebäude 2006Fig. 2. Measured geothermal power of the vertical heat exchangers in the Freiburg SIC building during 2006 as a function of ambient temperature

Bild 3. Gemessene Leistung als Funktion der Sole-Eintritts-temperatur in das Erdreich (2006)Fig. 3. Measured geothermal power in 2006 as a function ofbrine inlet temperature to the ground

Tabelle 1. Zusammenfassung der gemessenen Ergebnisse für 400 m vertikale Erdwärmetauscher des SIC Gebäude in FreiburgTable 1. Summary of monitoring results for 400 m of vertical heat exchangers in the Freiburg SIC building

JahrKühlenergie

[kWh]Heizenergie

[kWh]Arbeitszahl

KühlenArbeitszahl

Heizen

Stunden Kühlen Seminar

Stunden Fußboden

Kühlen

Stunden Heizen

2005 2759 2846 20,1 12,8 233 2289 856

2006 4873 246 13,5 5,2 327 2911 289

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 13

Page 28: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Die spezifische Leistung korreliert besser mit der Sole-Eintrittstemperatur ins Erdreich, da die Temperaturdiffe-renz zwischen Erdreich und Sole die Leistungsübertragungbestimmt.

Die wenigen Leistungsspitzen der Erdsonden tretenhauptsächlich morgens auf, wenn die Wärmepumpe zumersten Mal eingeschaltet wird und hohe Heizleistungenangefordert werden.

2.3 Vertikalsonden in Gründungspfähle

Das Bürogebäude der Firma Elektror GmbH mit einerNutzfläche von 2962 m2 wurde 2008 in Ostfildern erbaut.Heizenergie und Kühlung über thermische Absorptions-kälte werden von einem mit Biomasse betriebenen Nah-wärmenetz bereitgestellt. Die Verteilung der Wärme/Kälteerfolgt über Betonkernaktivierung kombiniert mit beripp-ten Radiatoren in den Lüftungsauslässen.

Zusätzlich wird die Zuluft der mechanischen Lüftungmit einem Volumenstrom von 6550 m3/h durch die Erd-wärmetauscher, welche in den Gründungspfählen integriertsind, vorgewärmt bzw. vorgekühlt.

14

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Insgesamt wurden 104 Fundamentpfähle (FRANKI -pfähle) mit integrierten U-förmigen Rohren von jeweils 4bis 8 m Länge (Gesamtlänge 624 m) ausgestattet. Die Pfähleliegen recht nah beieinander (zwischen 2,5 m und 7 m Ab-stand).

Bild 7 zeigt die Leistungsübertragung der Fundament-pfähle in Watt pro Meter als Funktion der Außenlufttem-peratur für das gesamte Jahr 2010. Die Gesamtleistungder Anlage liegt im Bereich von 7 kW Heizen und 14 kWKühlen, was einem Maximum von 24 W/m Kühlleistungbei 36 °C Außentemperatur und 14 W/m Heizleistung bei–5 °C entspricht.

Die Sole-Eintrittstemperatur in den GründungspfahlWärmetauscher bewegt sich in einem relativ geringen Tem-peraturbereich zwischen 15,5 und 24,5 °C, ähnlich zu derAnlage des SIC Gebäudes in Freiburg mit 80 m tiefen ver-tikalen Wärmetauschern.

Die Leistungsübertragung ist vergleichbar mit dem eines vertikalen Wärmetauschers.

Die Außenluft wird im Mittel um etwa 5 K abgekühlt,während die Sole-Temperatur über diese zwei heißen Wo-chen von 19 auf 21 °C ansteigt. Die Temperaturdifferenz

Bild 7. Leistung des Gründungspfahl-Wärmetauschers alsFunktion der AußenlufttemperaturFig. 7. Thermal power transferred to the ground by the foundation pile heat exchangers connected to the buildingventilation system as a function of ambient temperature

Bild 8. Übertragungsleistung der Gründungspfähle alsFunktion der Eintrittstemperatur.Fig. 8. Thermal power transferred to the ground by the foundation pile heat exchangers a function of brine inlettemperature

Bild 5. Leistungsübertragung als Funktion der Sole-Eintritts-temperatur ins Erdreich.Fig. 5. Power delivered as a function of brine inlet tempera-ture to the geothermal heat exchanger

Bild 6. zeitlicher Verlauf der Erdsondenleistung und Tempe-raturen während des Betriebs der Wärmepumpe.Fig. 6. Time dependence of geothermal power extracted withheat pump use

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 14

Page 29: Bauphysik 01/2012 free sample copy

15

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

zwischen Vor- und Rücklauf-Temperatur des Erdwärme-tauschers liegt bei 1 bis 2 K.

Der Effizienz der Wärmeübertragung zwischen Sole-kreis und Luft in der Messperiode ist relativ niedrig zwi-schen 46 bis 54 %.

2.4 Luft-Erdwärmetauscher in dem Bürogebäude Lamparternach Passivhausstandard

In dem Passivstandard Bürogebäude der Firma Lamparterin Weilheim/Deutschland kühlt ein Luft-Erdwärmetauscherdie Zuluft, mit der das Gebäude versorgt wird. Der Erd-wärmetauscher ist um das Gebäude positioniert und be-steht aus zwei 90 m langen Polyethylen Rohren mit einemDurchmesser von 0,35 m. Die Rohre liegen in einer durch-schnittlichen Tiefe von 2,80 m im Erdreich und sind imAbstand von 0,9 m zueinander verlegt.

Der Luft-Erdwärmetauscher des Bürogebäudes isthauptsächlich für das Vorwärmen der Außenluft im Win-ter konzipiert. Er reduziert den Lüftungswärmebedarf undvermeidet das Einfrieren der Wärmerückgewinnungsanlage.Im Sommer wird er zur Vorkühlung der Frischluft verwen-det. Bei einem Volumenstrom von 1900 m3/h und einemDruckverlust von 175 Pa wird eine Luftwechselrate von0,6 h–1 bereitgestellt.

Innerhalb der Rohre des Luft-Erdwärmetauschers sindim Abstand von 9 m Temperatursensoren angebracht. Diedurchschnittliche Kühlleistung in den 3 Messjahren liegtbei 6 bis 10 W m–1. Die mittlere Heizleistung zwischen 6und 9 W/m. Dies entspricht einer jährlichen Kältemengevon 25 kWh/m sowie einer Wärmemenge von 17 kWh/m.Die maximale Kühlleistung beträgt 45 W/m und die maxi-male Heizleistung 34 W/m.

Die Jahresarbeitszahl wird über die Summe von Heiz-und Kühlleistung dividiert durch die zusätzliche elektri-sche Energie für den Druckverlust des Erdreichwärmetau-schers berechnet. Sie erreicht exzellente Werte von 50, 35und 38 in den Jahren 2001 bis 2003. Allerdings kann derErdwärmetauscher nicht die volle tägliche Kühllast desGebäudes abführen, da der hygienische Luftwechsel die

Leistung beschränkt. Von den durchschnittlichen täglicheninternen Kühllasten von 131 Wh m–2, führt der Erdwärme-tauscher 24 Wh m–2 ab, also 18 %.

2.5 Horizontalabsorber

Eine Alternative zum direkten Luft-Erdreich Wärmetau-scher ist die Zirkulation einer Solelösung durch boden -nahes Erdreich und damit die indirekte Kühlung der Luftüber einen Sole-Luftwärmetauscher.

In einem auf Passivhausstandard sanierten Büroge-bäude in Tübingen wurde ein solcher Horizontalabsorberverlegt. Für das Luft- Vorwärmen und Vorkühlen des EboekGebäudes wurden fünf horizontale Erdwärmetauscher miteiner jeweiligen Länge von 100 m ca. 1,2 m unter der Erd-oberfläche installiert. Die Einbindung in das mechanischeLüftungssystem erfolgt ebenfalls über einen Wärmetauscherin der Zuluft, vergleichbar wie beim SIC Gebäude in Frei-burg (vgl. Bild 1). Während des Sommers wird dieser zurVorkühlung der Zuluft verwendet. Der Zuluft-Volumen-strom beträgt tagsüber 1750 m3/h.

Die Erdreichtemperatur wurde über 2 Jahre zwischenden Rohren in 1,2 m Tiefe und mit 0,5 m Abstand vomGebäude gemessen und mit den unbeeinflussten Boden-temperaturen verglichen.

Während des Betriebs des Erdwärmetauschers, zumBeispiel für 2 Monate im Sommer 2006, stieg die durch-schnittliche Erdreichtemperatur um 2 bis 3 K an.

Während einer heißen 14-tägigen Messperiode im Juni2005 wurde eine durchschnittliche Kühlleistung von 1,5 kWmit einem Maximum von 3,5 kW gemessen. Wegen demgeringen Abstand und der geringen Tiefe der Rohre liegtdie maximale Leistung eines Rohres nur bei 7 W/m.

Der zusätzliche Druckverlust durch den Sole/WasserWärmetauscher beträgt nur 12 Pa. Der verwendete Venti-lator benötigt eine elektrische Leistung von 30 W, um die-sen Druckverlust zu überwinden, während die Solepumpeca. 60 W Anschlussleistung benötigt. Das Ergebnis ist einedurchschnittliche Arbeitszahl von 18,4 bei einer maxima-len Leistungszahl von 40. Außerdem wird sichtbar, dasssich während einer warmen Phase in den letzten zweiMesstagen das Erdreich stark erwärmt hat und so keineKühlung der Zuluft mehr möglich ist. Diese hohe Erd-

Bild 9. Leistung des Luft-Erdwärmetauschers vom LamparterGebäude als Funktion der Umgebungstemperatur, was eben-falls der Eintrittstemperatur entsprichtFig. 9. Power of earth to air geothermal heat exchanger inthe Lamparter Building as a function of ambient air tempe-rature, which corresponds to the inlet temperature to theground heat exchanger

Bild 10. Gemessene mittlere Leistungen des Luft-ErdreichWärmetauschers und JahresarbeitszahlenFig. 10. Measured mean annual heating and cooling powerfor the earth to air heat exchanger in the Lamparter building

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 15

Page 30: Bauphysik 01/2012 free sample copy

reichtemperatur ist hauptsächlich durch die geringe Tiefeder Rohre im Erdreich bedingt.

Die Außenluft kann durch den Wärmetauscher bis zu7 K gekühlt werden. Trotzdem liegt die Zulufttemperatur

16

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

des Gebäudes tagsüber immer noch bei 28 °C. Die Erd-reichtemperatur steigt Ende Juli auf bis zu 20 °C an.

Der durchschnittliche logarithmische Temperaturunter-schied zwischen Sole- und Luft-Temperatur liegt am Wär-metauscher bei 6,3 K.

Die abgeführte Leistung an das Erdreich steigt mitsteigender Außenlufttemperatur, jedoch mit einer viel ge-ringeren Steigung als für den direkten Wärmeaustauschder Außenluft mit dem Erdreich.

Wiederum ist die Korrelation besser, wenn man dieans Erdreich abgegebene Wärme gegenüber der Sole-Ein-trittstemperatur darstellt. Es wird deutlich, dass sich dieEintrittstemperatur in einem ziemlich schmalen Tempera-turband (zwischen 20 und 24 °C) bewegt.

3 Zusammenfassung der messtechnischen Untersuchungen

Es wurde die direkte und indirekte Nutzung von unter-schiedlichen Geothermie Anlagen beschrieben und analy-siert. Die gemessenen Leistungszahlen sind in Tabelle 2zusammengefasst.

Die mittlere gemessene Heiz- und Kühlleistung ist beiallen Beispielen deutlich geringer als die Angaben derVDI 4640. Die dort angegebenen maximal möglichen Ent-zugsleistungen für Erdwärmesonden mit Klein-Wärmepum-pen (bis zu 30 kW) reichen von minimal 20 Wm (trockenesSediment, geringe Leitfähigkeit), bis hin zu 100 W/m (für be-sonders leitfähiges Erdreich mit Grundwasserströmung).

4 Wirtschaftlichkeit

Neben den energetischen Bewertungsgrößen der Nutzungvon oberflächennaher Geothermie spielt die Wirtschaft-lichkeit der beschriebenen Technologien eine wichtigeRolle. Das übliche Verfahren zur Wirtschaftlichkeitsberech-nung ist die Annuitätenmethode nach VDI 2067. Das An-nuitätenverfahren gestattet es, einmalige Zahlungen/In-vestitionen und laufende Zahlungen mit Hilfe des Annui-tätsfaktors während eines Betrachtungszeitraumes zusam-menzufassen. Die Kosten werden in einmalige Kosten undlaufende Kosten unterteilt.

Der hier angestellte Vergleich beschränkt sich auf ka-pitalgebundene und verbrauchsgebundene Kosten. Außer-dem werden bei den Varianten mit kombinierter Heiz- undKühlanwendung (ganzjähriger Betrieb) die eingespartenHeizkosten als Erlös gutgeschrieben. Von hohen betriebs-gebundene Kosten (z. B. Wartung) ist nicht auszugehen,daher werden diese in der Untersuchung nicht betrachtet.Außerdem werden sonstige Kosten (z. B. Versicherungen)nicht berücksichtigt.

Kapitalgebundene KostenBei kapitalgebundenen Kosten handelt es sich um einma-lige Investitionen der Anlagenkomponenten. Kosten für diePlanung der Anlage werden nicht berücksichtigt. Anhandder detaillierten Revisionsunterlagen können am Beispieldes Jugendhauses Ostfildern die kapitalgebundenen Kos-ten für die dort ausgeführte Erdsondenanlage zusammen-gestellt werden.

Die Hälfte der Investitionskosten kommen durch diereinen Bohrkosten zustande (ca. 18.000 €). Hinzu kom-men Kosten für das Sondenmaterial (ca. 3.000 €), die Sole-

Bild 11. Gemessene Kühlleistung pro Meter des horizontalenWärmetauschers und die zugehörige Leistungszahl (COP)Fig. 11. Measured cooling power per meter of horizontal heatexchanger and electrical coefficient of performance

Bild 12. Abgegebene Wärme an das Erdreich als Funktionder Außenlufttemperatur für den horizontalen WärmetauscherFig. 12. Heat rejected to the ground as a function of ambientair temperature for the horizontal heat exchanger

Bild 13. Abgegebene Wärme an das Erdreich als Funktionder Sole-Eintrittstemperatur für den horizontalen Wärme-tauscherFig. 13. Heat rejection to the shallow horizontal geothermalheat exchangers as a function of brine inlet temperature level

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 16

Page 31: Bauphysik 01/2012 free sample copy

17

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

füllung (ca. 3.800 €), sowie die Anbindung der Erdsondenan die Wärmepumpe (ca. 6.000 €), so dass sich unter Be-rücksichtigung der ausgeführten Sondenanzahl und -längespezifischen Investitionskosten von 129 €/m ergeben.

Andere Beispiele (z. B. Anlagen in Spanien) ergabendeutlich geringere spezifische Investitionskosten (ca. 50 bis60 €/m). Eine Studie des Ministeriums für Umwelt, Klimaund Energiewirtschaft Baden-Württemberg ergibt einen li-nearen Zusammenhang zwischen Investitionen und Son-denlänge von 58 €/m + 900 € [7]. Die Zusammensetzungder Kosten und ob die Anbindung der Sonden berücksich-tigt ist, wird nicht weiter erläutert [7].

Die Investitionskosten für die Erdsonden in Grün-dungspfählen stammen direkt von den Angaben des Elek-tror-Gebäudes in Ostfildern. Die Brutto-Gesamtkosten derGründungspfähle belaufen sich auf 89.798 €, was spezifi-schen Kosten von 143 € pro Meter Pfahl entspricht. DerAnteil der eingebrachten Sonden war 14.033 €, was 15 %der Gesamtkosten entspricht. Daraus resultieren 22,5 €/mInvestitionskosten für die Vertikalsonden in den Grün-dungspfählen. Dabei sind Leitungs- und Anbindungskostenzum Gebäude sowie Kosten für Wärmetauscher und Wär-memengenzähler nicht enthalten. Für den wirtschaftlichenVergleich wurde deshalb Investitionskosten für Vertikal-sonden in Gründungspfählen von 30 €/m angenommen.

Die Investitionskosten für einen Luft-Erdwärmetau-scher (L-EWT) belaufen sich laut L-EWT-Handbuch von2001 auf 38 €/m [8].

Verbrauchsgebundene KostenUnter verbrauchsgebundenen Kosten versteht man dieKosten für Energie und Betriebsstoffe. In diesem Fall wird

davon ausgegangen, dass die benötigte Hilfsenergie (Sole-Umwälzpumpe, Ventilatoren) der jeweiligen Variante elek-trisch bereitgestellt wird. Der Stromverbrauch wurde an-hand der mittleren, jährlichen Arbeitszahlen für Kühlen undHeizen der jeweiligen Anlage berechnet. Hierbei ist anzu-merken, dass teilweise nur ein Datensatz von einem ein-zelnen Jahr vorlag.

Beim Preis der Hilfsenergie (Strompreis) handelt essich um aktuelle Preise (Stand: Sept. 2011) des Energie-versorgers EnBW.

Einzahlungen (Erlöse)Die Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen beziehen sich hiernur auf die sommerliche Anwendung, also der passivenKühlung von Gebäuden durch Geothermie. Da die Anlagenganzjährig in Betrieb sind, werden die Wärmegewinne inder Winterperiode als Erlös der Investition gutgeschrieben.Dabei wird von einem Fernwärmepreis von 9,29 ct/kWh(EnBW) ausgegangen, der durch die ganzjährige Nutzungder Geothermieanlage eingespart werden kann. Ebenfallswird dabei eine Preissteigerung von 3 % angenommen.

Berechnung nach der AnnuitätenmethodeDer Berechnung nach VDI 2067-1 wurde ein Zinssatz von4 % zugrunde gelegt. Die Energiepreissteigerung wurde mit3 % angesetzt. Als Betrachtungszeitraum wurde die mini-male Nutzungsdauer einer Erdsondenanlage (40 Jahre) ge-wählt. Eine weitere Variante legt eine erhöhte Nutzungs-dauer von 80 Jahren zugrunde.

Die Auswertung beinhaltet drei der beschriebenen Bei-spielobjekte: eine vertikale Erdsondenanlage (SIC Freiburg),eine Gründungspfahl-Anlage (Elektror Ostfildern) und ein

Tabelle 2. Zusammenfassung der Leistungsmessungen der untersuchten AnlagenTable 2. Summary of performance measurements

Gebäude SIC FreiburgJugendhaus Ostfildern

Ebök TübingenElektror

OstfildernLamparter Weilheim

Wärmetauscher Typ

vertikale Sonden(80 m)

vertikale Sonden(134 m)

horizontaler Erdkollektor

(in 1,20 m Tiefe)

Vertikalsonden inGründungspfählen

(4 bis 8m)

Luft-Erdwärme -tauscher

(in 2 m Tiefe)

Wärme-/Kälte-Verteilung

Lüftungsanlage/BKT

Wärmepumpe Lüftungsanlage Lüftungsanlage Lüftungsanlage

installierte Sondenlänge

m 400 268 500 624 180

spezifischer Massenstrom

kg/(h · m) 6,0/0,83 9,3 1,05 9,3 –

spezifische Heizenergie

kWh/m 7 36 – 4 17

spezifische Kühlenergie

kWh/m 12 – – 17 25

maximale Heizleistung

W/m 16 66 – 14 34

mittlere Heizleistung

W/m 3 13 – 6 9

maximale Kälteleistung

W/m 26/10 – 7 24 45

mittlere Kälteleistung

W/m 1,5 – 3 10 10

mittlerer COP fürHeizen/Kühlen

– 12,8/20 12,5/22

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 17

Page 32: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Luft-Erdwärmetauscher (Lamparter Weilheim). In Bild 14ist die Gesamtannuität der verschiedenen Varianten für eineNutzungsdauer von 40 bzw. 80 Jahren, unterteilt nach denKostenarten, dargestellt.

Dieser ökonomische Vergleich zeigt, dass sich durchdie Verdopplung der Nutzungsdauer keine großen Reduk-tionen der jährlichen Gesamtannuität ergeben. Die kapi-talgebundenen Kosten werden nur leicht durch die län-gere Nutzungsdauer reduziert.

Der Luft-Erdwärmetauscher weist auf Grund der ge-ringen Investitionskosten die deutlich geringste jährlicheAnnuität auf. Teilt man die jährliche Gesamtannuität durchdie erzeugte Kältemenge, so erhält man einen spezifischenKältepreis für die jeweilige Anlage.

Der Kältepreis wird weiter durch die Berücksichtigungder eingesparten Wärmemenge reduziert. Wie bereits er-wähnt, werden die hier untersuchten Anlagen ganzjährigbetrieben und decken somit im Winter einen Teil des Wär-mebedarfs. Die Auswertungsvariante, die einen Mischpreis(Kälte- und Wärmepreis) berechnet, ergibt ähnliche Resul-tate.

Ein Vergleich mit konventionell elektrisch erzeugterKilowattstunde kWh Kälte im Bürobau Elektror mit Kälte-kosten von 11 ct/kWh zeigt, dass nur der Luft-Erdwärme-tauscher unterhalb dieser Kosten liegt.

18

U. Eicker/F. Thumm · Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit oberflächennaher Geothermie für das Heizen und Kühlen von Nichtwohngebäuden

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

5 Zusammenfassung

In den vorliegenden Untersuchungen wurden direkte undindirekt genutzte Erdwärmetauscher mit den Medien Luftund Sole anhand von Messdaten untersucht.

In Gebäuden mit direkter Nutzung von Erdwärme-tauschern für Luftkonditionierung und Betonkernaktivie-rung lag die Kühlleistung höher als die Heizleistung. So-wohl Heiz- als auch Kühlleistung steigen mit steigenderTemperaturdifferenz von Fluideintritt ins Erdreich undErdreichtemperatur. Die höchste gemessene Entzugsleis-tung von 66 W m–1 wurde im Winter Wärmepumpenbe-trieb mit 4 °C Eintrittstemperatur erhalten, was einer Tem-peraturdifferenz zum Erdreich von 9 K entspricht. Für dasKühlen lag die höchste Leistung bei 45 W/m, die von einemoberflächennah liegenden Erdreich/Luft Wärmetauschervon nur 2 m Tiefe erreicht wurde, bei einer Lufteintritts-temperatur von 35 °C und einer Temperaturdifferenz zumErdreich von 15 K. Im Vergleich dazu lag die maximaleKühlleistung eines 80 m tiefen, vertikalen Erdwärmetau-schers nur bei 26 W/m, bei einer maximalen Eintrittstem-peratur ins Erdreich von 22 °C aus dem Wärmetauscherder Lüftungsanlage. Nahezu das gleiche Resultat wurde füroberflächennahe Gründungspfähle erhalten, mit einer ma-ximalen Kühlleistung von 24 W/m.

Nur bei den Luft-Erdreichwärmetauschern und denoberflächennahen Gründungspfählen wird ein wirtschaft-licher Kältepreis erzielt, was vor allem auf die geringerenInvestitionskosten zurückzuführen ist. Die anderen Anla-gen liegen bei den Kosten über der konventionellen Tech-nik. Für einen wirtschaftlichen Betrieb ist daher eine Erhö-hung der Laufzeiten der Geothermie mit möglichst hohenLeistungen wichtig.

Literatur

[1] Miara, M., Günther, D., Kramer, T., Oltersdorf, T, Wapler, J.:Wärmepumpeneffizienz. Final Report 0327401A of FederalMinistry for Economics, 2011.

[2] Karagiorgas, M., Mendrinos, D., Karytsas, C.: Solar and geothermal heating and cooling of the European Centre forPublic Law building in Greece, Renewable Energy, Vol. 29(2004), No. 4, pp. 461–470.

[3] IEA, 2002.[4] Rafferty, K.: Direct-use temperature requirements – A few

rules of thumb. Geo heat center quarterly bulletin, Vol. 25(2004), No. 2.

[5] Zeng, H., Diao, N., Fang, Z.: Heat transfer analysis of bore-holes in vertical ground heat exchangers, International Jour-nal of Heat and Mass Transfer 46 (2003), pp. 4467–4481.

[6] Li, X., Chen, Z., Zhao, J.: Simulation and experiment on the thermal performance of U-vertical ground coupled heatexchangers. Applied Thermal Engineering 26 (2006),pp. 1564–1571.

[7] Erdwärme in BW 2011, Ministerium für Umwelt, Klima undEnergiewirtschaft Baden-Württemberg, 2011. http://www2.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/19832.

[8] L-EWT-Handbuch 2001 – Handbuch zur Planung und Aus-führung von Luftdurchströmten Erdreichwärmetauschern fürHeiz- und Kühlanwendungen.

Autoren dieses Beitrages:Prof. Dr. habil. Ursula Eicker, Studiendekan Master-Studiengang SustainableEnergy Competence, Leiterin Institut für Angewandte Forschung (IAF)M.Eng. Felix ThummBeide:Zentrum für Angewandte Forschung nachhaltige Energietechnik zafh.net,Hochschule für Technik Stuttgart, Schellingstraße 24, 70174 Stuttgart

Bild 14. Jährliche Gesamtannuität nach KostenartenFig. 14. Annual annuity by cost type

Bild 15. Spezifischer Kältepreis der einzelnen VariantenFig. 15. Specific cooling costs of each option

07_11-18_Eicker (003)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:14 Seite 18

Page 33: Bauphysik 01/2012 free sample copy

*Pr

ices

are

val

id in

Ger

man

y, e

xclu

sive

ly, a

nd s

ubje

ct t

o al

tera

tions

. Pric

es in

cl. V

AT.

Boo

ks e

xcl.

ship

ping

. Jou

rnal

s in

cl. s

hipp

ing.

019

3400

006_

dp

On

lin

e-O

rde

r: w

ww

.ern

st-u

nd

-so

hn

.de

/bo

ok

s

Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Customer Service: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]

A W i l e y C o m p a n y

The energy crises of the 1970ies, the persisting moisture problems, the complaints about sick buildings, thermal, visual and olfactory discomfort, and the move towards more sustainability in building construction pushed Building Physics to the frontline of building innovation. The societal pressure to diminish energy consumption in build-ings without degrading usability acted as a trigger that activated the whole notion of performance based design and construction. As all engineering sciences, Building Physics is oriented towards application, reason why, after a fi rst book on fundamentals, this second tome looks at the performance rationale and performance requirements.

The outdoor and indoor climate conditions are described and calculation values are discussed, the per-formance concept is specifi ed at the building level, at the building envelope level and at the materials’ level. Defi n-ability in an engineering way, predictability at the design stage and controllability are the measures of concepts’ quality. Thus, the author gives a practical guide of the performance approach which helps consulting engineers, architects and contractors guaranteeing building quality. This book is the result of 35 years of teaching architectural, building and civil engineers, coupled to 40 years of experience, research and consultancy.

The book discusses the theory behind the heat and mass transport in and through building components. Steady and non steady state heat conduction, heat convection and thermal radiation are discussed in depth, followed by typical building-related thermal concepts such as reference temperatures, surface fi lm coeffi cients, the thermal transmissivity, the solar transmissivity, thermal bridging and the periodic thermal proper-ties. Water vapour and water vapour fl ow and moisture fl ow in and through building materials and building components is analyzed in depth, mixed up with several engi-neering concepts which allow a fi rst order analysis of phenomena such as the vapour

balance, the mold, mildew and dust mites risk, surface condensation, sorption, capillary suction, rain absorption and drying. In a last section, heat and mass transfer are combined into one overall model staying closest to the real hygrothermal response of building components, as observed in fi eld experiments. The book combines the theory of heat and mass transfer with typical building engineering applications. The line from theory to application is dressed in a correct and clear way. In the theory, oversimplifi cation is avoided. This book is the result of thirty years teaching, re-search and consultancy activity of the author.

Hugo S. L. C. Hens was professor at the University of Louvain, Belgium. After four years of activity as a structural engineer and site supervisor, he returned to the uni-versity to receive a PhD in Building Physics. He taught Building Physics from 1975 to 2003 and Performance Based Building Design from 1970 to 2005 and still teaches building services. Hugo Hens has authored and co-authored over 150 articles and conference papers, wrote hundreds of reports on building damage cases and their solution, introduced upgraded, research-based concepts for highly insulated roof and wall construction and directed several programs on building-energy related topics. For ten years he has been coordinator of the international working group CIB W40 on Heat and Mass Transfer in Buildings. At present he is operating agent of the International Energy Agency’s EXCO on Energy Conservation in Buildings and Com-munity Systems, Annex 41 Whole Building Heat, Air and Moisture Response.

H U G O S . L . C . H E N S

Applied Building PhysicsBoundary Conditions, Building Performance and Material Properties

2010. 316 pages, 100 fi gures, Softcover.

59,–* ISBN 978-3-433-02962-6

H U G O S . L . C . H E N S

Building Physics – Heat, Air and MoistureFundamentals and En-gineering Methods with Examples and Exercises

2007. 270 pages, 133 fi gures, 16 tables, Softcover.

59,–* ISBN 978-3-433-01841-5

Applied Building Physics

Building Physics – Heat, Air and Moisture

Package-Price

99,–*instead of 118,–*ISBN 978-3-433-02963-3

xxx_Anz. zw. 18-19_Anz. redakt. Teil 31.01.12 09:19 Seite nach2

Page 34: Bauphysik 01/2012 free sample copy

* D

er €

-Pre

is g

ilt a

ussc

hlie

ßlic

h fü

r D

euts

chla

nd. I

nkl.

Mw

St. z

zgl.

Vers

andk

oste

n. Ir

rtum

und

Änd

erun

gen

vorb

ehal

ten.

018

9300

006_

dp

On

lin

e-B

est

ell

un

g:

ww

w.e

rnst

-un

d-s

oh

n.d

e

Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Kundenservice: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]

A W i l e y C o m p a n y

Bauphysik-Kalender 2012Schwerpunkt: Gebäudediagnostik

Abb

. vo

rläu

fi g

Die Gebäudediagnostik hat sich zum Kernthema der Bauphysik entwickelt - und zwar für die Bestandsaufnahme und -bewertung sowohl als auch für das Einfahren und die Inbetriebnahme von Neubauten und deren planmäßiges langfristiges Monitoring zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit, wie z. B. Sicherung der Raumluftqualität oder Schutz des Tragwerkes. Die gewachsenen technischen Möglichkeiten der Gebäudedia-gnostik mit einer Vielzahl von Mess- und Prüftechnologien ermöglichen eine komplexe,

ganzheitliche Analyse und Planung und sind somit wesentliche Grundlage für nachhaltiges Bauen. Im neuen Bauphysik-Kalender 2012 mit dem Schwerpunktthema „Gebäudediagnostik“ werden zerstörende und zerstörungsfreie Prüf- und Messverfahren sowie deren Anwendung und die Diagnosemethoden praxisgerecht erläutert.

Der Herausgeber Univ.-Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad ist seit 2001 Professor an der Leibniz Universität Hannover und leitet dort das Ins-titut für Bauphysik. N. A. Fouad ist ö. b. u. v. Sachverständiger für Bauphysik und vorbeugen-den Brandschutz und seit 2003 Gesellschafter der Ingenieurgemeinschaft CRP GmbH.

N A B I L A . F O U A D ( H R S G . )

Bauphysik-Kalender 2012Schwerpunkt: Gebäude-diagnostik

2012. ca. 700 S., ca. 500 Abb., ca. 200 Tab., Gb.ca. € 135,– *Fortsetzungspreis:ca. € 115,– *ISBN 978-3-433-02986-2

Erscheint Frühjahr 2012

* D

er

-Pre

is g

ilt a

ussc

hlie

ßlic

h fü

r D

euts

chla

nd. I

nkl.

Mw

St. z

zgl.

Vers

andk

oste

n. Ir

rtum

und

Änd

erun

gen

vorb

ehal

ten.

015

2110

016_

dp

On

lin

e-B

est

ell

un

g:

ww

w.e

rnst

-un

d-s

oh

n.d

e

Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Kundenservice: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]

A W i l e y C o m p a n y

Das Buch beantwortet die Fragen: wie viel Schallschutz ist im Einzelfall erwünscht, erforderlich oder geschuldet und wie lässt sich bei verschiedenen Bauweisen desWohnungsbaus und ihren unterschiedlichen schalltechnischen Qualitäten die jeweils erforderliche Schalldämmung der an der Schallübertragung beteiligten Bauteilebestimmen? Da die Diskussionen um die Neufassung von DIN 4109 sich schon Jahre hinziehen, sind der Fachwissensstand und die Praxiserfahrungen nicht selbstverständlicher

Bestandteil einer Wohnungsplanung geworden. Diese Lücke schließt das vorliegende Werk mit der kompaktenDarstellung bauakustischer Begriffe und Gesetzmäßig-keiten, der Erläuterung von Gütekriterien und konstruk-tiven Möglichkeiten bei den verschiedenen Bauweisen. Ein Praxisbuch für Architekten und Ingenieure in der Planung, für die Wohnungswirtschaft, für Mieter und Eigentümer, sowie für Juristen im Baurecht.

W O L F G A N G M O L L U N D

A N N I K A M O L L

Schallschutz im WohnungsbauGütekriterien, Möglich-keiten, Konstruktionen

2011. 160 S. 93 Abb. Gb. 59,– *

ISBN 978-3-433-02936-7

Schallschutz im Wohnungsbau

xxx_Anz. zw. 18-19_Anz. redakt. Teil 31.01.12 09:19 Seite vor3

Page 35: Bauphysik 01/2012 free sample copy

19© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Durch Schlagregen können biozide Wirkstoffe, die zur Verhinde-rung bzw. Verzögerung des Bewuchses von Fassaden mit Algenund Pilzen eingesetzt werden, aus Fassadenbeschichtungen aus-gewaschen werden. Seit ca. zehn Jahren werden die Wirkstoffezunehmend auch in verkapselter Form eingesetzt. In einem ein-jährigen Freilandversuch wurde die Auswaschung der WirkstoffeTerbutryn (2-Methylthio-4-tert-butylamino-1,3,5-triazin), Diuron(DCMU, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea), IPBC (3-Iodo-prop-2-ynyl-N-butylcarbamat), OIT (2-n-Octyl-isothiazolin-3-on)und DCOIT (4, 5-Di-chloro-2-n-octyl-isothiazolin-3-on) sowohl infreier als auch in verkapselter Form untersucht. Es zeigte sich,dass, eingesetzt in einem hoch wasserabweisenden Putzsystem,eine in ihrer Stärke an den jeweiligen Wirkstoff angepasste Ver-kapselung die Auswaschung deutlich – um bis zu 85 % bei Diuron –reduziert.

Release of biocides from hydrophobic façade coatings: encap-sulated vs. non-capsulated biocide systems Due to driving rainbiocidal active substances, which prevent or delay the overgrowof façades with algae and fungi, can be leached out of the facadecoatings. For the past 10 years encapsulated active substancesare increasingly used. During a one year field trial the leaching ofthe substances Terbutryn (2-Methylthio-4-tert-butylamino-1,3,5-triazine), Diuron (DCMU, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea),IPBC (3-Iodoprop-2-ynyl-N-butylcarbamate), OIT (2-n-Octyl-isoth-iazolin-3-one) and DCOIT (4, 5-Di-chloro-2-n-octyl-isothiazolin-3-one) have been investigated in capsulated and non-capsulatedform. It shows that a well adjusted rate of encapsulation of theactive substances could significantly reduce the release (up to85 % in case of Diuron) from highly hydrophobic façade coatings.

1 Einleitung1.1 Pilze und Algen auf gedämmten Fassaden

83 % des gesamten Energiebedarfs in privaten Haushaltenwerden für die Raumerwärmung und die Warmwasser -bereitstellung aufgewendet. Dabei verbrauchen bestehendeGebäude ca. dreimal so viel Heizenergie wie Neubauten [1].Die Dämmung der gesamten Gebäudehülle ist eine effek-tive Maßnahme zur in der Energieeinsparverordnung von2009 festgeschriebenen Verringerung der Transmissions-wärmeverluste und damit zur Energieeinsparung [2]. Aufdie eingesetzten Dämmstoffe werden als Abschluss häufigorganisch gebundene Putze bzw. Putzsysteme aufgetragen.Darüber hinaus müssen im Laufe der Zeit mehr oder we-niger alle Fassaden auch überarbeitet werden. Diese Über-

arbeitung erfolgt dann ebenfalls häufig mit organisch ge-bundenen Fassadenfarben. Organisch gebundene Fassaden-beschichtungen sind komplexe, aus vielen organischenKomponenten bestehende Systeme. Während ihrer Nut-zungsphase wirken eine Vielzahl von Einflüssen wie Schlag-regen, Betauung, Temperaturwechsel und Strahlung auf dieBeschichtungen und ihre Bestandteile ein. Bei wärmege-dämmten Fassaden ist besonders die Betauung hervorzu-heben, da mit der Verringerung des Wärmetransports durchdie Fassade eine Absenkung der Temperatur der Außen-oberfläche besonders in den Nachtstunden einhergeht. Da-mit steigt im Vergleich zur ungedämmten Fassade die Wahr-scheinlichkeit, dass sich auf der Außenoberfläche Tauwas-ser – eine wichtige Grundlage für mikrobielles Wachstum –bildet. Sowohl nach Tauwasserbildung als auch nach Regen-ereignissen bleiben gedämmte Fassaden im Durchschnittlänger feucht, was auch wiederum für Mikroorganismenwie Pilze und Algen die Wachstumsbedingungen verbessert.

1.2 Bewuchsverzögerung durch Biozide – Problematik der Wasserlöslichkeit

Um den Bewuchs mit Algen und Pilzen zu verhindernbzw. zu verzögern, werden Fassadenbeschichtungen ent-sprechend dem Stand der Technik matrixabhängig viel-fach mit bioziden Wirkstoffen ausgerüstet. Diese Biozidemüssen einerseits möglichst lange in der Beschichtungverbleiben, weshalb prinzipiell nur relativ schwer löslicheStoffe eingesetzt werden, andererseits bildet eine gewisseWasserlöslichkeit die Grundvoraussetzung, damit sie vonden Mikroorganismen aufgenommen und somit wirksamwerden können. Hierin ist die Problematik der Dauerhaftig-keit gegenüber der Wirksamkeit begründet, da diese system-bedingt notwendige Wasserlöslichkeit dazu führt, dass dieeingesetzten Wirkstoffe durch auftreffendes Regenwasserausgewaschen werden können – in unterschiedlichem Aus-maß entsprechend ihrer stoffbedingten Löslichkeit. DerAustrag von Bioziden durch ablaufendes Regenwasser nachSchlagregenereignissen ist direkt messbar. In Abhängigkeitvom Wirkstoff und der Art der Beschichtung sind im All-gemeinen die ersten sechs Monate nach Erstellung einerFassade maßgeblich für die mit dem ablaufenden Regen-wasser ausgetragenen Wirkstoffmengen (sog. „Anfangsaus-waschung“). Dies zeigten Ergebnisse eines breit angeleg-ten, fünfjährigen Freilandversuchs an Prüfkörpern, die mitunterschiedlichen biozid-ausgerüsteten Putzen und Anstri-

Wirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

Klaus BreuerFlorian MayerChristian SchererRegina SchwerdKlaus Sedlbauer

Fachthemen

DOI: 10.1002/bapi.201200002

08_19-23_Schwerd (002)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:15 Seite 19

Page 36: Bauphysik 01/2012 free sample copy

chen versehen waren [3]. Verschiedene Laborversuche be-stätigen dies auch [4], [5]. Je nach Konzeption der Oberflä-chenentwässerung (z. B. Versickerung, direkte Einleitungin Oberflächengewässer) werden Biozide dadurch auch indie Umwelt eingetragen [6], [7].

1.3 Moderne Technologien des Bewuchsschutzes

Um zum einen die Dauerhaftigkeit in der Beschichtung zuerhöhen und zum anderen die Auswaschung durch Regen-wasser zu minimieren, bestehen zwei Möglichkeiten: spe-zielle hoch wasserabweisende Beschichtungsstoffe mit nied-riger Wasseraufnahme (Durchlässigkeitsrate für flüssigesWasser ≤ 0,1 kg/m2h0,5) können einerseits die Wasserzu-gänglichkeit der Biozide herabsetzen, andererseits könnendie Biozide bereits in „geschützter“ Form in die Fassaden-beschichtung eingebracht werden. Zum Einsatz kommenhier z. B. sog. Mikrokapseln, bei denen die Wirkstoffe ineine organische Polymermatrix eingebettet sind. Der Durch-messer der Mikrokapseln liegt dabei zwischen 10 und20 μm. Die Freisetzung der Wirkstoffe erfolgt diffusions-kontrolliert, wodurch insbesondere die sonst hohe „An-fangsauswaschung“ herabgesetzt werden soll. Die Stärkeund Ausführung der Verkapselung wird an die charakte -ristischen Eigenschaften der einzelnen Wirkstoffe „maß -geschneidert“ angepasst und damit deren Übergang in dieWasserphase gesteuert. Die Mikroverkapselung verringertso die Auswaschung der Biozide und trägt zu einer Ver -längerung der Schutzwirkung in der Beschichtung bei. EineReduktion der eingesetzten Wirkstoffmengen kann darüberhinaus gegebenenfalls auch erreicht werden.

1.4 Zielsetzung der Untersuchung

Der hier dargestellte einjährige Freilandversuch untersuchtvergleichend das unterschiedliche Freisetzungsverhaltenfreier (nicht verkapselter) und verkapselter biozider Wirk-stoffe aus Fassadenbeschichtungen. Die Ergebnisse sollenexemplarisch aufzeigen, in welcher Größenordnung eineVerkapselung von bioziden Wirkstoffen deren Auswa-schung aus Beschichtungen reduziert.

2 Vorgehensweise2.1 Klimatische Randbedingungen

Der einjährige Freilandversuch wurde auf dem Freiland-Versuchsgelände des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik inHolzkirchen durchgeführt. Der Standort Holzkirchen, aufeiner Höhe von ca. 680 m im Voralpenland gelegen, istaufgrund folgender Klimabedingungen für Freilandunter-suchungen besonders geeignet:– hohe Schlagregenbelastung– hohe solare Einstrahlung– tiefe winterliche Temperaturen mit großen Schneemen-

gen– hohe sommerliche Temperaturen– starke Temperaturwechsel Tag/Nacht– extreme Temperaturwechsel durch Föhn.

Das langjährige Jahresmittel (1995 bis 2009) des Gesamt-niederschlags in Holzkirchen beträgt 1190 L/m2. Das Jah-resmittel von z. B. Würzburg (268 m ü. NN) liegt bei

20

K. Breuer/F. Mayer/Ch. Scherer/R. Schwerd/K. Sedlbauer · Wirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

664 L/m2. Der Schlagregenanteil in Holzkirchen aus west-licher Richtung beläuft sich dabei auf ca. 40 %. Der Stand-ort ist daher in die höchste Schlagregenbeanspruchungs-gruppe „III“ eingeordnet [8]. Vergleicht man die Nieder-schlagsbelastung von Holzkirchen und Würzburg, Schlag-regenbeanspruchungsgruppe „I-II“, über den Zeitraum01/2010 bis 06/2011, in den auch die Untersuchungen fal-len, stellt man fest, dass in Holzkirchen die Niederschlags-menge um den Faktor 1,6 höher war. Die Errechnung derWindfeldindices in Anlehnung an [9] zur Bestimmung derSchlagregenbelastung aus Westen ergibt für den gleichenZeitraum für Holzkirchen einen 1,7-fach höheren Wert.

2.2 Beschichtungen und Wirkstoffe

Für die Untersuchungen wurden zwei identische, nachWesten orientierte Hausfassaden („Haus 1“ und „Haus 2“)mit einer Fläche von jeweils 21,7 m2 herangezogen. Diebetrachteten Fassadenflächen wurden jeweils mit einemWärmedämm-Verbundsystem (WDVS) der Fa. Sto AG,Stühlingen, bestehend aus EPS-Dämmplatten und einemstark hydrophoben Oberputzsystem nach DIN EN 15824mit einem Reinacrylat als Bindemittel versehen [10] (Bil-der 1 und 2). Die entsprechenden Kennzahlen finden sichin Tabelle 1. Die Deckputze auf beiden WDVS-Flächen wa-ren biozid ausgerüstet. Die Einsatzkonzentration betrug500 ppm pro Wirkstoff im Nassmaterial. Dies entsprichtbei einem Verbrauch von 3,2 kg Deckputz pro m2 einerFlächenkonzentration je Wirkstoff von 1600 mg/m2.

Als Wirkstoffe kamen Terbutryn (CAS-Nr. 886-50-0),Diuron (CAS-Nr. 330-54-1), IPBC (CAS-Nr. 55406-53-6),OIT (CAS-Nr. 26530-20-1) und DCOIT (CAS-Nr. 64359-81-5) zum Einsatz. Die zugehörigen Wasserlöslichkeitenund n-Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten sind inTabelle 2 zusammengestellt. Bei „Haus 2“ lagen die Bio-zide frei, also nicht verkapselt in der Putzmatrix vor, bei„Haus 1“ in mikroverkapselter Form. Laut Herstelleran-gaben (Fa. Thor GmbH, Speyer) handelt es sich bei derhier verwendeten Technologie der Verkapselung um eine

Bild 1. Nach Westen ausgerichtete Giebelseiten der identischaufgebauten Versuchs-Häuser vor Aufbringung der unter-suchten BeschichtungenFig. 1. West-facing gable wall of identically built test housesprior to the application of exterior test coatings

08_19-23_Schwerd (002)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:15 Seite 20

Page 37: Bauphysik 01/2012 free sample copy

21

K. Breuer/F. Mayer/Ch. Scherer/R. Schwerd/K. Sedlbauer · Wirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

organische Mikro-Polymermatrix (Aminoplast) mit Partikel-größen von 10 bis 20 μm, in die die Wirkstoffe eingebettetsind und aus der sie in der Anwendung diffusionskontrol-liert freigesetzt werden.

2.3 Probenahme und Analytik

Bei jedem Regenereignis wurde das von der Fassade ab-laufende Regenwasser über Sammelrinnen aufgefangen unddie Volumina bestimmt. Untersucht wurden alle Ablauf-wässer, deren Volumen 1 L überschritt. Die Probenahmeerfolgte dabei täglich, außer an den Wochenenden. In Er-wartung geringer Wirkstoffgehalte im Ablaufwasser zumEnde der Projektlaufzeit hin wurden während der gesam-ten Versuchsdauer die Wirkstoffe aus Aliquoten von 200 mLVolumen mittels Festphasenextraktion (SPE: Solid PhaseExtraction) angereichert und die Extrakte bei Bedarf fürdie instrumentelle Analytik verdünnt, um eine gleichblei-bende Behandlung der Proben sicherzustellen. Als Adsor-bermaterial diente ein polar modifiziertes Polystyrol-Divi-

nylbenzol-Harz (Bond Elut PPL der Firma Varian). DieExtrakte wurden direkt mittels HPLC-Tandem-MS ver-messen. Für die Auswertung wurde aus im Labor herge-stellten wässrigen Proben mit unterschiedlichen Wirkstoff-konzentrationen nach der gleichen Vorgehensweise eineKalibrationsreihe erstellt.

Über die in die Fassade integrierten Schlagregenmes-ser wurde die auf die Beschichtung auftreffende Regen-menge erfasst (Bild 2). Durch eine auf dem Testgelände be-findliche Wetterstation standen auch weitere Klimadatenwie Normalregen und Temperatur zur Verfügung.

3 Ergebnisse und Diskussion3.1 Schlagregenablauf

Während des 378 Tage dauernden Versuchszeitraums vom19. Mai 2010 bis zum 1. Juni 2011 fanden 58 Regenereig-nisse mit analysierbaren Ablaufwassermengen (Ablauf -volumen > 1 L) statt. Insgesamt wurde im Beprobungszeit-raum eine Gesamtniederschlagsmenge von 1150 L/m2 ge-messen. Bei Haus 1 trafen insgesamt 429 L/m2 und beiHaus 2 483 L/m2 an Schlagregen auf die untersuchte Fas-sadenfläche auf. Das von der Fassade ablaufende Volu-men ergab bei Haus 1 148,5 L/m2, bei Haus 2 131,6 L/m2.Dies entspricht 13 % vom Gesamtniederschlag und 35 %vom Schlagregen bei Haus 1 bzw. 11 % und 27 % beiHaus 2 (Tabelle 3).

Bild 2. Direktansicht einer frisch hergestellten VersuchsflächeFig. 2. Direct view of a freshly prepared test area

Parameter Kennzahl

Dichte 1,7–1,9 g/cm3

Diffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd 0,05–0,08 m

Wasserdurchlässigkeitsrate w < 0,05 kg/(m2h0,5)

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ 25–40

Tabelle 1. Kennzahlen des verwendeten OberputzesTable 1. Key data for the exterior coating applied

Tabelle 2. Wasserlöslichkeiten und n-Octanol/Wasser-Ver-teilungskoeffizienten (Angabe als log KOW) der WirkstoffeTable 2. Water solubility and n-Octanol-water partition coefficient (stated as log KOW) of the active substances

Wirkstoff Löslichkeit in Wasser [mg/L] log KOW [–]

Terbutryn [11] 25 3,5

IPBC [12] 168 2,4

OIT [12] 480 2,5

DCOIT [12] 14 4,9

Diuron [13] 35 2,8

Tabelle 3. An den Testhäusern ermittelte Gesamtvoluminavon Schlagregen und Fassadenablauf nach 378 TagenTable 3. Total volume of driving rain and facade run-off determined at the test houses after a period of 378 days

Parameter Haus 1 Haus 2

Normalregen [L/m2] 1150

Schlagregen [L/m2] 429 483

Verhältnis Normalregen : Schlagregen

2,7 : 1 2,4 : 1

Fassadenablaufwasser [L/m2] 148,5 131,6

Anteil Fassadenablauf vom Gesamtniederschlag [%]

13 11

Anteil Fassadenablauf vom Schlagregen [%]

35 27

3.2 Wirkstoff-Freisetzung

Die Flächenkonzentration je Wirkstoff in den Fassaden-beschichtungen beträgt 1600 mg/m2. Die kumulierten flä-chenbezogenen Austräge der unverkapselten Wirkstoffeliegen zwischen 189 mg/m2 bei OIT bzw. 187 mg/m2 beiDiuron und 13 mg/m2 bei DCOIT. Von den mikroverkap-selt vorliegenden Wirkstoffen werden zwischen 78 mg/m2

bei OIT bzw. 75 mg/m2 bei IPBC und 10 mg/m2 bei DCOITfreigesetzt (Tabelle 4).

Die ermittelten Austräge zeigen die erwarteten Quer-beziehungen zu den jeweiligen qualitativen Stoffeigenschaf-ten wie Wasserlöslichkeit und n-Octanol/Wasser-Vertei-lungskoeffizient (s. a. Tabelle 2). Je höher die Wasserlös-lichkeit und je niedriger der n-Octanol/Wasser-Verteilungs-koeffizient ist, desto höher ist generell die ausgetrageneWirkstoffmenge (s. a. [14]).

08_19-23_Schwerd (002)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:31 Seite 21

Page 38: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Bei den eingesetzten Wirkstoffen zeigen sich bei Ver-kapselung deutlich geringere Austräge als bei „frei“ vorlie-gendem Wirkstoff. Bezogen auf die eingesetzte Wirkstoff-menge werden bei den frei vorliegenden Bioziden inner-halb des Beobachtungszeitraums maximal 11,8 % (OIT)eines Wirkstoffs ausgetragen, bei den anderen Wirkstoffenteilweise sogar deutlich weniger (Tabelle 4). Bei den ver-kapselt eingesetzten Bioziden ist dieser Anteil nochmalsdeutlich geringer und beträgt maximal 4,9 % (OIT).

22

K. Breuer/F. Mayer/Ch. Scherer/R. Schwerd/K. Sedlbauer · Wirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

stoffen die größten Austräge innerhalb der ersten 10 bis20 Regenereignisse erfolgen („Anfangsauswaschung“). ImGegensatz zu den Ergebnissen aus Beregnungsversuchenim Labor (z. B. [4]) liegen diese Austräge allerdings auf deut-lich niedrigerem Niveau, auch schon bei den freien Wirk-stoffen. Die 10 bis 20 ersten Regenereignisse entsprechenbei den im Sommer 2010 herrschenden Witterungsverhält-nissen einem Zeitraum von 21 bzw. 68 Tagen, also ca. 1 bis2 Monate Exposition im Freiland. In Bild 4 wird dies exem-plarisch für den Wirkstoff Diuron gezeigt, der, wie bereitserwähnt, sowohl frei als auch verkapselt jeweils in einerKonzentration von 1600 mg/m2 im Deckputz vorliegt. Derkumulierte Austrag des unverkapselten Diurons steigt hierinnerhalb von 10 Regenereignissen auf 165 mg/m2 (10,3 %der eingesetzten Menge) an. Im weiteren Zeitverlauf wer-den dann nur noch relativ geringe und in der Stoffmengekonstante Austräge beobachtet. So steigt der kumulierteAustrag bis zum 20. Regenereignis auf 180 mg/m2 (11,3 %)und nimmt über den restlichen Beobachtungszeitraum nurnoch geringfügig bis zu einem Wert von 187 mg/m2 (11,7 %)zum Ende des Beobachtungszeitraums zu. Auch bei denverkapselt eingesetzten Wirkstoffen trägt die Anfangsaus-waschung maßgeblich zum Gesamtaustrag bei, jedoch aufsignifikant niedrigerem Niveau. So beträgt hier der kumu-lierte Austrag von Diuron nach 10 Regenereignissen nur19 mg/m2 (1,2 %) und somit gut zwei Drittel des letztlichexperimentell erreichten Endaustrags von 28 mg/m2 (1,8 %).28 mg/m2 entsprechen 15 % des Austrags an unverkapseltin die Beschichtung eingebrachtem Diuron.

Bei Verwendung des kumulierten Schlagregens alsBezugsgröße für den kumulierten Austrag ergeben sichannähernd logarithmische Kurvenverläufe des Wirkstoff-austrags (Bild 5). Der kumulierte Schlagregen steht hier-bei für die Wassermenge, die im Laufe der „Lebenszeit“ einer Fassade auf diese auftrifft und zum Austrag von Bio-ziden führen kann. Bei Kenntnis der für die einzelnen Wirk-stoffe und die Fassadenbeschichtung jeweils charakteristi-schen logarithmischen Näherungsfunktion kann so in derZukunft möglicherweise der Wirkstoffaustrag prognosti-ziert werden.

Bild 3. Vergleich der kumulierten Austräge der verkapseltenund nicht verkapselten Wirkstoffe im Versuchszeitraum vom19. Mai 2010 bis zum 1. Juni 2011Fig. 3. Comparison of the cumulative release of encapsulatedand non-encapsulated active substances during the trial period from 19th May 2010 to 1st June 2011

Bild 4. Entwicklung des kumulierten Diuron-Austrags überdie Regenereignisse im Versuchszeitraum vom 19. Mai 2010bis zum 1. Juni 2011Fig. 4. Development of the cumulative Diuron release overthe rain events in the trial period from 19th May 2010 to 1stJune 2011

Tabelle 4. Absoluter [mg/m2] und anteilig auf die insgesamteingesetzte Wirkstoffmenge bezogener Austrag [%] (1600 mgpro Wirkstoff und m2)Table 4. Absolute [mg/m2] and proportional release [%] (related to the total amount of active substances used,1600 mg per active substance and m2)

Wirkstoffverkapselt unverkapselt

[mg/m2] [%] [mg/m2] [%]

Terbutryn 24 1,5 59 3,7

IPBC 75 4,7 135 8,4

OIT 78 4,9 189 11,8

DCOIT 10 0,6 13 0,8

Diuron 29 1,8 187 11,7

Die größte Reduktion des kumulierten Austrags durchdie Mikroverkapselung der Wirkstoffe wird bei Diuron(85 %) festgestellt, gefolgt von OIT und Terbutryn (beide59 %), IPBC (44 %) und DCOIT (23 %). Die kumuliertenAusträge der verkapselten Wirkstoffe liegen dabei nach einem Jahr mit Werten zwischen 78 mg/m2 bei OIT bzw.75 mg/m2 bei IPBC und 10 mg/m2 bei DCOIT deutlichunter den Werten der Vergleichsflächen mit nicht verkap-selten Wirkstoffen (Bild 3).

3.3 Zeitlicher Verlauf des Wirkstoffaustrags

Wie in früheren Projekten mit ähnlicher Fragestellungauch (z. B. [3]) zeigt sich, dass bei allen eingesetzten Wirk-

08_19-23_Schwerd (002)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:15 Seite 22

Page 39: Bauphysik 01/2012 free sample copy

23

K. Breuer/F. Mayer/Ch. Scherer/R. Schwerd/K. Sedlbauer · Wirkstoffauswaschung aus hydrophoben Fassadenbeschichtungen: verkapselte versus unverkapselte Biozidsysteme

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

4 Fazit und Ausblick

Nach jedem Regenereignis wurde das asservierte Ablauf-wasser der Fassaden auf seine Wirkstoffgehalte hin unter-sucht. Dabei konnten die eingesetzten Biozide in unter-schiedlichen Mengen nachgewiesen werden. Die Ergebnissedes einjährigen Freilandversuches zeigen exemplarisch, dassdurch den Einsatz von mikroverkapselten bioziden Wirk-stoffen in Kombination mit einem stark hydrophoben Putz-system der Biozid-Austrag durch Schlagregen aus Fassaden-beschichtungen im Vergleich zum Einsatz von unverkap-selten Bioziden erheblich reduziert werden kann. Besondersdie bei frei vorliegenden Wirkstoffen starke sog. „Anfangs-auswaschung“ wird durch die Verkapselung deutlich ver-mindert. Die Verwendung mikroverkapselter biozider Wirk-stoffe in organischen Fassadenbeschichtungen stellt sichdamit als effektiver Ansatz dar, den unerwünschten Ein-trag von bioziden Wirkstoffen in die Umwelt zu verrin-gern.

Aus der aktuell noch laufenden experimentellen Be-stimmung der Wirkstoff-Restgehalte in den Beschichtun-gen wird zudem noch weiterer Aufschluss über Fragen zurDauerhaftigkeit erwartet, der über den bisherigen Wissens-stand, der lediglich „frei“ vorliegende Wirkstoffe umfasst,hinaus geht. So wird z. B. erwartet, dass empfindliche,also unter Witterungseinfluss reaktive Wirkstoffe durch dieMikroverkapselung auch besser geschützt sind und so in-nerhalb der Beschichtung länger stabil erhalten bleiben.Mikroverkapselte Wirkstoffe eröffnen somit die Möglich-keit, im Sinne der Nachhaltigkeit die Dauerhaftigkeit vonFassadenbeschichtungen gegen mikrobiellen Bewuchs zuerhöhen und Renovierungszyklen zu verlängern.

Weiterführende experimentelle Arbeiten befassen sichderzeit auch mit Phänomenen wie der Verteilung von Wirk-stoffen innerhalb von Fassadenflächen durch Migration(hervorgerufen durch Trocknungsvorgänge etc.). Darüberhinaus ist geplant, an mineralisch beschichteten Vergleichs-flächen noch Regenwasser-„Ablaufmengen“ zu bestimmen,um den Einfluss von unterschiedlich hydrophoben Be-schichtungen auf die „Wasserzugänglichkeit“ der Wirk-stoffe in der Beschichtung charakterisieren zu können. Ins-gesamt sollen die hier vorgestellten und noch geplantenArbeiten dazu beitragen, ein umfassendes Verständnis des

Verhaltens biozider Wirkstoffe in Fassadenbeschichtungenzu gewinnen und damit dauerhafte, ressourcenschonendeund umweltverträgliche Fassadenbaustoffe zu entwickeln.

Literatur

[1] Deutsche Energie Agentur: Energieeffiziente Gebäude.http://www.dena.de/themen/thema-bau/, Stand: 22. Juli 2011.

[2] Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverordnung,vom 29. April 2009. Bundesgesetzblatt Jg. 2009 Teil I Nr. 23(2009), S. 954–989.

[3] Schwerd, R., Scherer, C. R., Krueger, N., Hofbauer, W.,Mayer, F., Breuer, K.: Dauerhaftigkeit von bioziden Wirkstof-fen in Fassadenbeschichtungen. Tagung Bauchemie 2010,Dortmund 7.–8. Oktober 2010, GDCh-Monographie, Bd. 42(2010), S. 77–84.

[4] Burkhardt, M., Junghans, M., Zuleeg, S., Schoknecht, U.,Lamani, X., Bester, K., Vonbank, R., Simmler, H., Boller, M.:Biozide in Gebäudefassaden – ökotoxikologische Effekte,Auswaschung und Belastungsabschätzung für Gewässer. Um-weltwissenschaften und Schadstoff-Forschung 21 (2009),S. 536–547.

[5] Schoknecht, U.: Auswaschbarkeit von Biozidwirkstoffen ausFassadenbeschichtungen – welche Erkenntnisse bringen La-boruntersuchungen? In: Venzmer, H. (Hrsg.): Forum Altbau-sanierung 2. Biofilme und funktionale Baustoffoberflächen,Fraunhofer IRB Verlag, 2008, S. 111–119.

[6] Burkhardt, M., Zuleeg, S., Marti, T., Vonbank, H., Simmler,H., Boller, M.: Auswaschung aus Fassaden versus nachhaltigeRegenwasserentsorgung? In: H. Venzmer, Forum Altbausa-nierung 2. Biofilme und funktionale Baustoffoberflächen,Fraunhofer IRB Verlag, 2008, S. 101–110.

[7] Burkhardt, M., Schmidt, P.: Gebäudefassaden als Quelle fürGewässerverschmutzung, Ökoskop 1/09 (2009), S. 10–12.

[8] DIN 4108-3:2001-07 Wärmeschutz und Energieeinsparungin Gebäuden. Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz, Anforde-rungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planungund Ausführung.

[9] DIN EN ISO 15927-3:2009-08 Wärme- und feuchteschutz-technisches Verhalten von Gebäuden – Berechnung und Dar-stellung von Klimadaten – Teil 3: Berechnung des Schlag -regenindexes für senkrechte Oberflächen aus stündlichenWind- und Regendaten.

[10] DIN EN 15824:2009-10 (D) Festlegungen für Außen- undInnenputze mit organischen Bindemitteln; Deutsche FassungEN 15824:2009.

[11] Industrieverband Agrar IVA (Hrsg.): Wirkstoffe in Pflan-zenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln – Physikalisch-chemische und toxikologische Daten. 2., neubearb. Aufl. Mün-chen: BLV-Verlag, 1990.

[12] Paulus, W. (ed.): Microbicide Data. In: Directory of Micro-bicides for the Protection of Materials. Springer: New York,2005.

[13] European Commission Joint Research Centre, ESIS Euro-pean chemical Substances Information System, Stand 18. Au-gust 2011. http://esis.jrc.ec.europa.eu/doc/existing-chemicals/IUCLID/data_sheets/330541.pdf

[14] Schoknecht, U., Gruycheva, J., Mathies, H., Bergmann, H.,Burkhardt, M.: Leaching of Biocides Used in Facade Coatingsunder Laboratory Test Conditions. Environmental Scienceand Technology 43 (2009), pp. 9321–9328.

Autoren dieses Beitrages:Dr. rer. nat. Klaus Breuer, Dr. rer. nat. Florian Mayer, Dipl.-Chem. ChristianScherer, Dr.-Ing. Regina Schwerd, Prof. Dr.-Ing. Klaus SedlbauerAlle:Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Standort Holzkirchen, Fraunhoferstraße 10, 83626 Valley

Bild 5. Logarithmische Näherung des kumulierten Wirkstoff-austrags am Beispiel TerbutrynFig. 5. Logarithmic approximation of the cumulative activesubstances release using the example of Terbutryn

08_19-23_Schwerd (002)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:15 Seite 23

Page 40: Bauphysik 01/2012 free sample copy

24 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Mittels des COND-Berechnungsalgorithmus können eindimensio-nale Konstruktionsaufbauten hinsichtlich des hygrothermischenVerhaltens in der Kondensationsperiode bewertet werden. In Ergänzung zum Standardverfahren (Glaser) nach DIN 4108-3 be-rücksichtigt COND den kapillaren Transport von Kondensat. Damitlässt sich der Feuchteschutznachweis auch für moderne praxis-bewährte Innendämmsysteme führen, die nach Glaser nichtnachweisfähig sind. Der Berechnungsalgorithmus wird in derüberarbeiteten, allgemeingültigen Form detailliert und vollständigdargestellt und beschrieben. Das Materialmodell und eingeführteVereinfachungen werden diskutiert. Abschließend werden Ein-satzbereiche und Grenzen des Verfahrens erläutert.

With the COND algorithm architects and engineers may evaluateone-dimensional constructions with respect to their hygrother-mal behavior within a condensation peroid. COND considers, incontrast to the standard method (Glaser-method) according toDIN 4108-3, the capillary transport of interstitial condensate. Themethod allows hygrothermal verification of constructions, includ-ing modern internal insulation systems. Such systems, proven tobe effective in practice but not verifiable with the Glaser method,may be analyzed and certified with the COND method. The articleincludes a full and detailed description of this computational al-gorithm. The paper discusses the material model and introducedsimplifications, and concludes with a review on application fieldsand limits of the method.

1 Einleitung

Die Motivation für die Entwicklung des hier vorgestelltenBerechnungsalgorithmus sind die Unzulänglichkeiten desGlaser-Schemas beim Nachweis von Konstruktionen mitkapillaraktiven Materialien. Obwohl solche Konstruktio-nen baupraktisch unbedenklich sein können, ist es jedochnicht möglich, einen entsprechenden Nachweis mit Hilfeder DIN 4108-3 zu führen. Im Gegensatz zum Dampf -diffusionsschema nach Glaser berücksichtigt das COND-Verfahren den kapillaren Transport von Kondensat. DieBe rechnungsmethode ist daher primär für den Nachweisvon Konstruktionen mit kapillaraktiven Innendämmun-gen geeignet.

Der originale COND-Algorithmus wurde in der ers-ten Fassung bereits vor knapp 30 Jahren entwickelt und ineiner Reihe von Publikationen vorgestellt [3]. Eine ersteUmsetzung des Algorithmus in eine DOS-basierte Berech-nungssoftware erhielt 1989 den Namen COND [4]. In der

Folge wurde das Verfahren bezüglich einzelner Effekte,z. B. Oberflächenkondensation erweitert. 2002 erfolgte eineÜberarbeitung der Gleichungen und eine Erweiterung deranalytischen Lösung auf eine beliebige Anzahl benachbar-ter Kondensatebenen [6]. Einhergehend war die Entwick-lung einer zeitgemäßen Windows-Version des Programmsunter dem Namen COND 2002.

Das COND-Verfahren ist an die Fälle 1–3 der DIN4108-3 angelehnt und kann mehrschichtige Konstruktio-nen mit einzelnen Kondensatebenen (K-Ebenen) bzw. zu-sammenhängenden Kondensationsbereichen abbilden. Beider energetischen Ertüchtigung von Bestandsbauten wer-den die Konstruktionsaufbauten jedoch zunehmend kom-plexer und es können auch getrennte K-Ebenen auftreten.Dies ist vorrangig bei Konstruktionen mit Luftschichtenund unvollständiger Hinterlüftung zu beobachten. Derbisherige COND-Algorithmus, zuletzt zusammenhängenddurch Häupl dargestellt [2], kann derartige Konstruktio-nen nicht abbilden. Daher wurde eine generelle Form desVerfahrens entwickelt, um Konstruktionen mit beliebigerVerteilung des inneren Kondensats berechnen zu können.

Die Berechnungsmethode ist ein analytisches Verfah-ren und daher nicht berechnungsintensiv. Wenige Eingabe-parameter werden benötigt und eine direkte Bewertungder Konstruktion mit den Kriterien der Norm ist möglich.Dieses sind die wesentlichen Vorteile der Methode gegen-über zeitgemäßen numerischen Berechnungsverfahren wieDELPHIN [7] oder WuFi [5]. Letztere verlangen wesent-lich komplexere Eingaben sowie bedingen eine aufwän-dige Ergebnisinterpretation. Dadurch kann die COND-Methode zwischen Glaserverfahren für Standardkonstruk-tionen und detaillierten numerischen Simulationen fürKonstruktionsdetails eingeordnet werden.

2 Hygrothermisches Materialmodell

Das COND-Verfahren verwendet ein idealisiertes Mate -rialmodell, welches die Grundlage des Berechnungsalgo-rithmus darstellt.

2.1 Materialparameter und Feuchtespeicherfunktion

Grundlage des dargestellten Berechnungsalgorithmus istein vereinfachtes Materialmodell für kapillarporöse Bau-stoffe. Wie beim Glaserverfahren werden die KenngrößenWärmeleitfähigkeit bei Ausgleichsfeuchte λ80 und Wasser-

Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Andreas Nicolai

Fachthemen

DOI: 10.1002/bapi.201200004

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 24

Page 41: Bauphysik 01/2012 free sample copy

25

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

dampfdiffusionswiderstandsfaktor μ verwendet. Weiterhinwerden drei feuchtebezogene Materialparameter benötigt:– Ausgleichsfeuchtegehalt w80 (Feuchtegehalt bei 80 % re-

lativer Luftfeuchte),– Sättigungsfeuchtegehalt wsat (Feuchtegehalt am Ende

der kapillaren Aufsättigung, z. B. am Ende eines Auf-saugversuchs) und

– Wasseraufnahmekoeffizient Aw.

Diese Materialparameter müssen für jede Schicht der be-trachteten Konstruktion gegeben sein. Im Berechnungsal-gorithmus werden anstelle der Feuchtemassendichten vo-lumetrische Feuchtegehalte θ = w/ρw verwendet, wobei ρwdie Dichte von Wasser ist.

Zur Beschreibung der Feuchtespeicherung in Baustof-fen wird eine vereinfachte Sorptionsisotherme nach Glei-chung (1) und (2) entsprechend verwendet (siehe Bild 1a).

(1)

(2)

Im überhygroskopischen Bereich wird mit ansteigenderrelativer Luftfeuchte zunehmend Kapillarkondensat gebil-det, welches sich im signifikanten Anstieg des Gesamt-feuchtegehalts ausdrückt. Im hygroskopischen Bereichwird der Verlauf der Sorptionsisotherme durch eine Ge-rade angenähert. Der hygroskopische Maximalfeuchtege-halt θhyg ist dabei der Feuchtegehalt bei ϕhyg = 95 % undwird mit der Gleichung (1) θhyg = θ(ϕhyg) berechnet.

2.2 Wärme und Feuchtetransportparameter

Gleichung (3) wird für die Beschreibung der eindimensio-nalen Wärmeleitung in Baustoffen verwendet.

(3)

Dabei beeinflusst Kapillarkondensat vor allem die Wärme -leitfähigkeit, da mit zunehmendem Feuchtegehalt die Wär -

θ ϕθϕ

ϕ ϕ ϕ( ) = ≤80

80

für hyg

= + >θ θ

ϕϕ ϕ θ ϕ ϕsat hyg

hyghyg hyg hygfür

–( – )

1

q dTdx

= –λ

meleitfähigkeit λ zunimmt. COND berechnet den Feuch-tegehalt im Material und kann so als Erweiterung zumGlaser-Verfahren auch die Wärmeleitungseigenschaftenfeuchter Konstruktionsschichten nach Gleichung (4) be-rechnen.

(4)

Dieser Gleichung liegt die Annahme zugrunde, dass sichdie Wärmeleitfähigkeit bei zunehmender Feuchtesätti-gung auch der Wärmeleitfähigkeit von Wasser λw annä-hern muss.

Die Wärmeleitfähigkeit des trockenen Materials λdry =λ80 – λwθ80 wird aus dem gegebenen λ80-Wert zurückge-rechnet (siehe Bild 2). Im Berechnungsalgorithmus wirddie Wärmeleitfähigkeit jeder Schicht der Konstruktion,basierend auf dem mittleren Feuchtegehalt der Konstruk-tionsschicht, berechnet.

Dampfdiffusion wird analog zum Glaser-Dampfdruck-schema mittels der Transportgleichung (5) unter Verwen-dung der Dampfleitfähigkeit in Luft δv ≅ 1,85 × 10–10 s (ausDIN 4108-3, δv = (1,5 × 106 · 3600)–1 kg/s m Pa) berechnet.

(5)gdpdxv

v v= –δμ

λ θ λ λ θ( ) = +dry w

Bild 2. Feuchteabhängige WärmeleitfähigkeitFig. 2. Moisture dependent thermal conductivity

Bild 1. Sorptionsisotherme (a) und Flüssigwasserdiffusivitätsfunktion (b) Fig. 1. Sorption isotherm (a) and liquid water diffusivity function (b)

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 25

Page 42: Bauphysik 01/2012 free sample copy

26

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Der kapillare Feuchtetransport wird durch einen Diffu -sivitätsansatz (6)

(6)

Die Flüssigwasserdiffusivitätsfunktion D� wird dabei als li-neare Funktion (8) des Feuchtegehalts bis zum Sättigungs-feuchtegehalt θsat angenommen (siehe Bild 1b). Im hygro-skopischen Bereich (7) ist der Kapillartransport von gerin-gerer Bedeutung und wird vernachlässigt.

(7)

(8)

Der Anstieg k� der Diffusivitätsfunktion wird durch densemi-empirischen Zusammenhang mit dem Wasserauf-nahmekoeffizient Aw abgeschätzt. Dabei wurde der An-passungsfaktor 5 × 10–8 in Simulationsrechnungen mit de-taillierten hygrothermischen Materialmodellen als Mittel-wert für typische kapillarporöse Baustoffe kalibriert.

(9)

Die Gesamtfeuchtestromdichte (10) ist die Summe ausDampf und Flüssigwasserstromdichte.

(10)

3 Berechnungsalgorithmus3.1 Grundprinzip

Der Berechnungsalgorithmus basiert wie das Glaserschemaauf einer stationären Betrachtung der Konstruktion wäh-rend der Kondensations- und Trocknungsperiode, d. h. eswird von konstanten Feuchtestromdichten ausgegangen.Dabei werden die Dampfströme in die Konstruktion undaus der Konstruktion bilanziert. Die Feuchteströme kön-

D für hyg( )θ θ θ= ≤0

= >k fürsat hyg( – )θ θ θ θ

kAw

sat hyg = × −5 10 8

2

3( – )θ θ

gdpdx

D ddxw v

v vw+ = – –

δμ

ρ θ

g D ddxw w= –ρ θ

nen in Bereichen der Konstruktion zu Kondensat und so-mit zu einer Anreicherung von Feuchte führen. In diesemFall werden beim COND-Verfahren innerhalb der Kon-struktion zusätzlich zu Dampfströmen auch Flüssigwas-serströme (Kapillartransport) betrachtet. Dampfströmeund Flüssigwasserströme ergeben zusammen den Gesamt-feuchtestrom durch die Konstruktion. Im COND-Algo-rithmus wird von einem tatsächlich erreichten stationärenGleichgewichtszustand ausgegangen, d. h. die Gesamt-feuchteströme sind in der Konstruktion überall konstantund gleich groß (siehe Bild 3). Treten in Materialschichtenkapillare Ausgleichsströme auf, so müssen Flüssigwasser-und Dampfstromdichten zusammen stets die Gesamt-feuchtestromdichte ergeben.

Im ersten Teil des Berechnungsverfahrens wird dieFeuchteverteilung im stationären Zustand und die in derKonstruktion gespeicherte Kondensatmasse berechnet. Un-ter Verwendung einer Aufladungsfunktion wird der amEnde der Kondensationsperiode zu erwartende Konden-satgehalt abgeschätzt. Dieser kann dann für den Feuchte-schutznachweis verwendet werden und stellt auch dieGrundlage für die Berechnung der Trocknungszeit dar.

3.2 Berechnung des Temperaturprofils

Das Temperaturprofil in einer mehrschichtigen Konstruk-tion wird entsprechend DIN 4108-3 berechnet, wobeifeuchteabhängige Wärmeleitfähigkeiten verwendet wer-den. Zur Einführung der Schichtindizierung (siehe Bild 4)und im folgenden verwendeter Benennungsregeln wirddieser Algorithmus kurz skizziert.

Bild 3. Stationäre Feuchteströme innerhalb der Konstruk-tion im COND-VerfahrenFig. 3. Steady-state moisture flux densities within the con-struction in the COND-method

Für jede Materialschicht k wird aus der Schichtdickedk und der Wärmeleitfähigkeit λk der Wärmedurchlass -widerstand RT,k der Konstruktionsschicht berechnet (11).Der Wärmetransmissionswiderstand R ergibt sich unterVerwendung der Wärmeübergangwiderstände RÜ,i undRÜ,e als Summe aller Widerstände (12). Aus Temperatur-differenz zwischen Innen- und Außentemperatur Ti undTe und Wärmetransmissionswiderstand berechnet sich diestationäre Wärmestromdichte q (13). Damit können nundie Schichtgrenztemperaturen Te,k bzw. Ti,k berechnetwerden (14).

(11)Rd

T kk

k, =

λ

Bild 4. Stationäres Temperaturprofil/ Indizierung derSchichten und SchichtgrenzenFig. 4. Steady-state temperature profile/numbering schemefor layers and interfaces

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 26

Page 43: Bauphysik 01/2012 free sample copy

27

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

(12)

(13)

(14)

Die Temperatur ist eine kontinuierliche Größe, daher giltTe,k = Ti,k+1. Die Berechnungsgleichung (14) lässt sichdurch schichtweise Integration der Wärmeleitungsglei-chung (3) ableiten, wodurch die Wärmestromdichte durchdie Schicht k erhalten wird (15).

(15)

Durch Einsetzen und sukzessive Elimination der Schicht-grenztemperaturen erhält man Gleichung (14).

3.3 Berechnung des stationären Feuchteprofils

In Analogie zur Berechnung der Wärmedurchlasswider-stände wird zunächst der schichtbezogene Dampfdiffu -sionswiderstand Rv,k definiert

T T q R R Te k i Ü i T kj

k

i k mit k, , , , , ,–= +⎛

⎝⎜⎜

⎠⎟⎟

==

+ =∑1

1 0 1 ……n

q dTdx

q dx dT

qT T

k

kT

T

x

x

ki k e

i k

e k

i k

e k

=

=

=

∫∫

–,

,

,

,

, ,

λ

λ

kk

T kR ,

R R R RÜ i T k Ü ek

n

= + +=

∑, , ,1

qT T

Ri e=–

Rd

v kk k

v, =

μδ

und die Dampfdiffusionsstromdichte durch Schicht k be-rechnet (Ableitung analog zu Gleichung (15) durch Inte-gration der Dampfdiffusionsstromdichte über die gesamteSchichtdicke dk ).

Bei der Berechnung der Flüssigwasserstromdichte durcheine Schicht müssen nun verschiedene Fälle betrachtet wer-den (siehe Bild 5). Sobald an einer Schichtgrenze Konden-sat auftritt, wird von einer Durchfeuchtung im Sinne über-hygroskopischer Feuchte gesprochen. Im Falle einer aus-schließlich hygroskopisch durchfeuchteten Schicht (Bild 5,Fall a) gibt es keine Flüssigwasserströme, d. h. gw,k = 0.

Bei den anderen beiden Fällen (einseitig bzw. beidseitigdurchfeuchtete Schicht) wird die Flüssigwasserstromdichtedurch das Bauteil durch Integration der lokalen Flüssigwas-serstromdichte gw(x) aus Gleichung (6) über die gesamteSchicht berechnet. Dies wird am Beispiel einer rechtsseitigdurchfeuchteten Konstruktion gezeigt (Bild 5, Fall b):

gp p

Rv ki k e k

v k,

, ,

,

–=

g dx D d

D d

w k wx

x

w

i k

e k

i k

e k

i k

hy

, –

,

,

,

,

,

=

=

∫∫ ρ θ

ρ θ

θ

θ

θ

θ

gg

hyg

e k

w

w k k w

D d

g d k

∫ ∫=

=

0

2

2

– –

,

,

ρ θ

ρ θ θ

θ

θ

hhyg

we k

hyg e khyg

hyg

e k

k

θ

ρθ

θ θθ

θ

θ⎡⎣⎢

⎤⎦⎥

= +

,

– –,,

2 2

2 2

⎡⎡

⎣⎢⎢

⎦⎥⎥

= ( )gk

dw kw

ke k hyg, ,– –

ρθ θ

2

2

Bild 5. Fallunterscheidung bei der Berechnung der FeuchtestromdichtenFig. 5. Cases for calculation of moisture flux densities

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 27

Page 44: Bauphysik 01/2012 free sample copy

28

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Es wird nun der Flüssigwasserdiffusionswiderstand Rw,k =dk/ρwk� und die überhygroskopische Durchfeuchtungs-höhe Δθe,k = θe,k – θhyg eingeführt. Es ergeben sich fol-gende Gesamtfeuchtestromdichten für die 4 betrachtetenFälle:

(16)

Es ist klar erkennbar, dass die Flüssigwasserströme dieGesamtfeuchtestromdichte entsprechend der Durchfeuch-tungshöhe vergrößern bzw. reduzieren. Gleichzeitig mussberücksichtigt werden, dass der Dampfdruck an einerSchichtgrenze mit Kondensat den Sättigungsdampfdruckpsat nicht überschreiten darf. Der Sättigungsdampfdruckwird mit den vorher berechneten Schichtgrenztemperatu-ren berechnet.

Gleichung (16) gilt allgemein für alle Fälle, wenn Δθ2

i,k = 0 bzw. Δθ2e,k = 0 bei ausschließlich hygroskopischer

Feuchte gesetzt wird. Die Gleichung kann nun nach derDampfdruckdifferenz Δpk = pi,k – pe,k umgestellt werden.

(17)

Die Summation über alle Schichten ergibt dann die Ge-samtdampfdruckdifferenz über alle Schichten Δp1..n =Σn

k=1 Δpk.

(17)

Umgestellt nach der im stationären Zustand konstantenFeuchtestromdichte gw+v ergibt sich Gleichung (18).

(18)

Der erste Term entspricht der aus dem Glaserverfahrenbekannten stationären Dampfstromdichte durch die Kon-struktion. Der zweite, nach dem ursprünglichen Autor desCOND-Verfahrens benannte Term, beschreibt die Vergrö-

gp p

R

p

w v ki k e k

v k

i

+ =

=

,, ,

,

nur hygroskopische Feuchte

,, ,

,

,

,

––k e k

v k

e k

w k

p

R R

Δθ2

2

rechtsseitig durchfeuchteet p = p

links

e,k sat,i,k

= +p p

R Ri k e k

v k

i k

w k

, ,

,

,

,

– Δθ2

2

sseitig durchfeuchtet p = pi,k sat,i,k

=p p

Ri k e k

v k

, ,

,

–++

Δ Δθ θi k

w k

e k

w kR R,

,

,

,

–2 2

2 2

bedingt durchfeuchtet,pii,k sat,i,k e,k sat,i,k= p ,p = p

ΔΔ Δ

p R g RR Rk v k w v k v k

i k

w k

e k

w k

=⎛

⎝⎜

⎠+, , ,

,

,

,

,

– –θ θ2 2

2 2⎟⎟

ΔΔ

p g R Rn w v v kk

n

R

v kk

n

v n

11 1

1

.. , ,

, ..

–= += =

∑ ∑

θθ θi k

w k

e k

w kR R,

,

,

,

–2 2

2 2

Δ⎛

⎝⎜

⎠⎟

gp

R R Rw vn

v n

i k

w k

e k

w k+ = +

⎝⎜

Δ Δ Δ1

1

2 2

2 2..

, ..

,

,

,

,

–θ θ

⎟⎟=

∑R

Rv k

v nk

n,

, ..11

Häupl'scher Kapillarleitungsterrm

ßerung bzw. Verringerung der Gesamtfeuchtestromdichtedurch auftretendes Kapillarkondensat.

Für die Berechnung des Feuchteprofils ist es nun hilf-reich, die Durchfeuchtungshöhen jeweils bezogen auf dielinke Seite einer Konstruktionsschicht anzugeben. Da derFeuchtegehalt im Gegensatz zu Temperatur und Dampf-druck keine kontinuierliche Größe ist, können an Schicht-grenzen Sprünge im Feuchtegehalt auftreten (siehe Bild 6).

Die relative Luftfeuchtigkeit muss beidseitig derSchicht gleich sein, sodass Gleichung (19) im hygroskopi-schen Bereich gilt.

(19)

Gleichermaßen kann die relative Luftfeuchte in aneinan-dergrenzenden Schichten auch im überhygroskopischenBereich, d.h. bei Kapillarkondensation an der Schicht-grenze gleichgesetzt werden (gezeigt in Bild 6). Entspre-chend der linearisierten Sorptionsisotherme (2) ergibt sichGleichung (20).

(20)

Nun können die linksseitigen Durchfeuchtungshöhen θi,kin Gl. (16) entsprechend durch θ2

i,k = θ2e,k–1/G2

k–1 ersetztwerden.

(21)

Im originalen COND-Algorithmus von Häupl wurdennun die unbekannten Durchfeuchtungshöhen Δθe,k durchUmformung benachbarter Schichtgleichungen und Einset-zen eliminiert, bis die Gesamtfeuchtestromdichte gw+vausschließlich durch bekannte Größen ausgedrückt wer-den konnte. Eine Einschränkung dieses Verfahrens wardie Bedingung, dass ausschließlich benachbarte Konden-

θθ

ϕθθ

k

hyg

k

hyg

= = +1

θ θθ θ

ϕ ϕ

θ θ

k hyg k

sat k hyg khyg hyg

k hyg k

––

,

, ,

,

1

1

( )+ =

+ ++

+ +( )+

=

1

1 1

1θ θ

ϕ ϕ

θ θθ

sat k hyg khyg hyg

k hyg ksat

, ,

,

––

– ,, ,

, ,

–k hyg k

sat k hyg k

Gk

θθ θ+ +

=

1 1

θθ θk hyg k+ +( )1 1– ,

gp

R R G Rw vn

v n

e k

w k k

e k

w+

−= +

Δ Δ Δ1

1

12

12

2

2 2..

, ..

, –

,

,–θ θ

,,

,

, ..kk

nv k

v n

R

R

⎝⎜

⎠⎟

=∑

1 1

Bild 6. Unstetigkeit im Feuchtegehalt zwischen zwei Mate -rialschichtenFig. 6. Discontinuity of moisture content between two mate-rial layers

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 28

Page 45: Bauphysik 01/2012 free sample copy

29

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

sationsebenen (K-Ebenen) berücksichtigt werden konn-ten, vergl. [6] Gl. (83).

Bei der in diesem Artikel beschriebenen allgemein-gültigen Variante des COND-Algorithmus werden gw+v so-wie auch die Durchfeuchtungshöhen durch Lösung einesGleichungssystems bestimmt, wobei auch getrennte Kon-densatebenen auftreten können. Unter Beachtung deroben eingeführten Fallunterscheidung sind alle Δθe,k = 0,falls am rechten Rand der Schicht k kein Kondensat auf-getreten ist. Nun wird die Substitution Uk = Δθ2

e,k einge-führt. Unter der Annahme von m K-Ebenen ergeben sichm + 1 Unbekannte, die m unbekannten Uk und die Ge-samtfeuchtestromdichte gw+v.

Zur Vervollständigung des Gleichungssystems werdennun zusätzliche Gleichungen aufgestellt, indem die Sum-mation der Gleichung (17) jeweils bis zu einer Schicht-grenze m durchgeführt wird.

Dabei ist m jeweils der Index einer Schicht mit rechtsseiti-ger K-Ebene. Anhand zweier Beispiele soll das Erstellendes Gleichungssystems verdeutlicht werden.

In Beispiel 1 (Bild 7a) gibt es eine K-Ebene rechts derzweiten Schicht (m = 2). Es gibt zwei Unbekannte gw+vund U2, und die folgenden, dazugehörigen Gleichungen:

Umgestellt ergibt sich das Gleichungssystem:

wobei Δp1..2 = pi – psat,e,2 und Δp1..4 = pi – pe ist. Im 2. Bei-spiel (Bild 7b) entstehen zwei getrennte Kondensatebe-nen, mit jeweils einer überhygroskopisch durchfeuchteten

gp

RU

R G

URw v

m

v m

k

w k k

k

w k+

−= +

⎝⎜

⎠⎟

Δ 1

1

1

122 2

..

, ..

, ,

–kk

mv k

v m

R

R=∑

1 1

,

, ..

gp

R

R

RUR

Rw v

v

v

v w+ =

⎝⎜

⎠⎟

Δ 1 4

1 4

2

1 4

2

2

02

..

, ..

,

, .. ,

– – – vv

v w

w vv

RU

R G

gp

R

,

, .. ,

..

, ..

–3

1 4

2

3 22

1 2

1 2

20

⎝⎜

⎠⎟

=+Δ

–– –,

, .. ,

R

RUR

v

v w

2

1 2

2

2

02

⎝⎜

⎠⎟

RR

R

RR

R

R

R G

vv

w

vv

w

v

w

, ..,

,

, ..,

,

,

,

1 22

2

1 42

2

3

3 22

2

2 2+

⎡⎡

⎢⎢⎢⎢⎢

⎥⎥⎥⎥⎥

⎣⎢

⎦⎥ =

⎣⎢

⎦⎥

+

Ug

ppw v

2 1 2

1 4

ΔΔ

..

..

Schichtgrenze. Durch Summation bis zur ersten Schicht-grenze (1. Gleichung), dritten Schichtgrenze (2. Glei-chung) und über alle Schichten (3. Gleichung) ergibt sichfolgendes Gleichungssystem:

Die Dampfdruckdifferenzen bis zu den KondensatebenenΔp1 und Δp1..3 werden wiederum als Differenz aus innen-seitigem Dampfdruck und Sättigungsdampfdruck an derSchichtgrenze berechnet. Die Lösung des Gleichungssys-tems ist dann gültig, wenn alle Uk ≥ 0 und wenn die Ge-samtfeuchtestromdichte positiv in Richtung des Dampf-druckgradienten verläuft (also von innen nach außen beiüblichen DIN 4108-3 Randbedingungen).

Die so berechneten Uk-Werte können über die Rück-substitution in die Durchfeuchtungshöhen Δθe,k = √

___Uk über -

führt werden. Für die Berechnung der Feuchteverteilungwird nun noch die Ausbreitung des Kapillarkondensats be-rechnet. Dabei wird wieder zwischen einer teilweise durch-feuchteten Schicht und einer vollständig durchfeuchtetenSchicht unterschieden (Bild 5 b und c). Für den Fall einereinseitig durchfeuchten Schicht gilt es den Punkt zu be-stimmen, an dem der Sättigungsdampfdruck erreicht wird.

Unter der Annahme, dass die relative Luftfeuchte imgesamten überhygroskopisch durchfeuchteten Bereich∼100 % ist (der konkrete Verlauf der Sorptionsisothermeim überhygroskopischen Bereich wird vernachlässigt),kann der Verlauf des Sättigungsdampfdruckes näherungs-weise als linear angenommen werden. Der ideale Tempe-raturverlauf innerhalb der Schicht ist linear, jedoch würdeder nichtlineare Zusammenhang zwischen Temperaturund Sättigungsdampfdruck zu einer gekrümmten Sätti-gungsdampfdruckkurve führen. Diese entspricht aber beikleinen Temperaturunterschieden nahezu einem linearenVerlauf, welches die Vereinfachung rechtfertigt.

RR

R

RR

R

R

R G

R

vv

w

vv

w

v

w

v

,,

,

, ..,

,

,

,

– –

11

1

1 31

1

2

2 12

2

2 2+ ,,

,

, ..,

,

,

,

,

,

– –

3

3

1 51

1

2

2 12

3

2

2 2 2

R

RR

R

R

R G

R

R

w

vv

w

v

w

v

w

+33

4

4 32

1

3

2+

⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎣ +

R

R G

UUg

v

w

w v

,

,

⎢⎢⎢⎢

⎥⎥⎥

=⎡

⎢⎢⎢

⎥⎥⎥

ΔΔΔ

ppp

1

1 3

1 5

..

..

Bild 7. Beispiele für die Erstellung der GleichungssystemeFig. 7. Examples for composition of equation systems

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 29

Page 46: Bauphysik 01/2012 free sample copy

30

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Der Verlauf der Dampfdruckkurve im hygroskopi-schen Bereich wird analog zum Glaserschema berechnet.Somit ergeben sich für den in Bild 5b gezeigten Fall diefolgenden Funktionen für den Sättigungsdampfdruck imüberhygroskopischen Bereich bzw. Dampfdruck im hygro-skopischen Bereich.

x ist hier die Koordinate vom linken Rand (x = 0) derSchicht k bis zum rechten Rand (x = dk ). An der Stelle x =dk – dovh des Übergangs vom hygroskopischen in den über-hygroskopischen Bereich muss der Dampfdruck den Sätti-gungsdampfdruck erreichen, d. h. pk (dk – dovh) = psat,k (dk – dovh). Einsetzen der Gleichungen und Umstellen nachdovh liefert Gleichung (22) für die Durchfeuchtungsbreitedieser Schicht.

(22)

Mit bekannten Durchfeuchtungshöhen und -breiten kannnun die Feuchteverteilung bestimmt werden. Dazu wirddie Gesamtfeuchtestromdichtegleichung der Schicht k

bis zu einer Stelle x integriert

und nach θ (x) umgestellt.

(23)

Der Flächeninhalt dieser quadratischen Funktion ent-spricht der in dieser Schicht gespeicherten überhygrosko-pischen Feuchte, dem Kondensat. Integration der Glei-chung (23) liefert somit die Kondensatmasse mw,k im sta-tionären Zustand bezogen auf 1 m2 Wandfläche (24).

(24)

(25)

p x p p p xdsat k sat i k sat i k sat e k

k, , , , , , ,( ) – –= ( )

im überhhygroskopischen Bereich

im

p x p g R xdk i l w v v k

k

( ) –, ,= +

hhygroskopischen Bereich

d d

gp p

R

gp povh k

w vi k sat e k

v k

w vsat i k sat

=+

+

––

––

, , ,

,

, , ,, ,

,

e k

v kR

⎜⎜⎜⎜⎜

⎟⎟⎟⎟⎟

gdpdx

D ddxw v

v vw+ = – –

δμ

ρ θ

g x p x p kx

w vv

i whyg

+ = ( ) −( )

– ( )–( )–δ

μρ

θ θ

2

2

θ θρ

δμ

( ) ( )–

xk

g x p x p

mit d d

hygw

w vv

i

k o

= + + ( )⎡

⎣⎢

⎦⎥+

2

vvh kx d≤ ≤

m dw k w ovh k e k, , ,= 23

ρ θΔ

m dw k w ovh ke k i k

e k i k, ,

, ,

, ,

–= 2

3

3 3

2 2ρ

θ θ

θ θ

Δ Δ

Δ Δ

Bei vollständig durchfeuchteten Schichten muss das Inte-gral entsprechend über die gesamte Schichtbreite ausge-führt werden und es ergibt sich in diesem Fall die Kon-densatmasse nach Gleichung (25). Die Gesamtkondensat-masse der Konstruktion im stationären Zustand ist danndie Summe aller Teilkondensatmassen mw,∞ = Σn

k=1 mw,k.

3.4 Beschreibung von Einstellvorgängen

Bauteile und Konstruktionen nähern sich, ausgehend voneinem Anfangszustand, im Verlauf der Kondensationsperi-ode dem stationären Zustand an. Voraussetzung dafür istdie Annahme eines konstanten Sprungklimas, wie es inder DIN 4108-3 definiert ist. Bei diffusionsoffenen Kon-struktionen, z. B. Konstruktionsaufbauten mit kapillarakti-ven Innendämmsystemen, wird der stationäre Zustand be-reits häufig innerhalb der Kondensationsperiode erreicht,sodass das oben bestimmte Ergebnis bereits das Endergeb-nis der Berechnung ist. Bei diffusionsdichten Konstruktio-nen kann der Einstellzeitraum länger sein. Die asymptoti-sche Annäherung an den stationären Zustand wird übereine Aufladungsfunktion A (t) beschrieben.

Die Kondensatmasse zu einem bestimmten Zeitpunkt er-gibt sich dann nach Gleichung (26), wobei mw,∞ die Feuch-temasse im stationären Zustand ist.

(26)

Eine mögliche Ableitung der Aufladungsfunktion findetsich in [1], S. 526 ff. Grundlegende Annahme bei der Ablei-tung ist eine Skalierung der Durchfeuchtungshöhen undDurchfeuchtungsbreiten im gleichen Verhältnis. Dabeiwird vorausgesetzt, dass sich Lage und Anzahl der Kon-densationsebenen nicht ändern. Die Ableitung ergibt eineexponentielle Aufladungsfunktion A(t). Im Exponentender Exponentialfunktion findet sich die Differenz derDampfströme hinführend gv,1..ki und wegführend gv,ke..nvom Kondensationsbereich. Diese Feuchteakkumulations-rate ist bereits aus dem Glaserverfahren bekannt. Im Nen-ner steht die überhygroskopische Kondensatmasse im sta-tionären Zustand. Mit steigendem Feuchtespeichervermö-gen der Konstruktion wird das Erreichen das stationärenZustands verzögert, sodass am Ende der Kondensationspe-riode nur ein Anteil der stationären Feuchtemasse in derKonstruktion zu erwarten ist. Bei großem Ungleichgewichtder Dampfströme wird schneller Feuchtigkeit in den Kon-densationsbereich eingetragen und die Zeit bis zum Errei-chen des stationären Zustands verkürzt sich. Somit bildetdie Aufladungsfunktion gleichermaßen Feuchtetransportund -speichereigenschaften der Konstruktion ab.

In der originalen Variante des COND Algorithmuswurde zusätzlich noch eine hygroskopische Aufladung be-trachtet. Diese spielt jedoch in der Praxis keine ausschlag-gebende Rolle, da das hygroskopische Speichervermögenverglichen mit der überhygroskopischen Speicherkapazi-tät vernachlässigbar klein ist. Außerdem wird so eine eherkonservative Abschätzung der Kondensatmasse am Endeder Kondensationsperiode mw,60 = mw (t = 60d) erreicht.

m t A t mw w( ) ( ) ,= ∞

A tg g

mtv ki v ke n

w

( ) – exp ––, .. , ..

,

=⎛

⎝⎜

⎠⎟

∞1 1

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:37 Seite 30

Page 47: Bauphysik 01/2012 free sample copy

31

A. Nicolai · Der generalisierte COND-Algorithmus zur hygrothermischen Bewertung von Konstruktionen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

3.5 Trocknungsprozesse

Ähnlich wie bei der Berechnung der Kondensatmasse in derKondensationsperiode könnte in der Trocknungsperiodeauch die unterstützende Wirkung der Kapillarkräfte Berück-sichtigung finden. Im COND-Verfahren wird jedoch das glei-che Verfahren wie bei der Glaser-Methode nach DIN 4108-3angewendet. Das heißt, die Verdunstungsrate wird basierendauf konstant angenommenen Sättigungsdampfdrücken imKondensationsbereich berechnet. Dabei sind jeweils die äu-ßeren Kondensatebenen ki und ke maßgebend. Die Dampf-diffusionswiderstände aller zwischen Kondensationsbereichund Konstruktionsrand befindlichen Schichten werden auf-summiert und es ergibt sich die Trocknungsrate gv,s:

Bei Verwendung des Sommerklimas nach DIN 4108-3 wirdeine konstante Temperatur in der gesamten Konstruktionangenommen. Dadurch sind die Sättigungsdampfdrückeps in der gesamten Konstruktion ebenfalls gleich groß. Diezur Trocknung der Konstruktion benötigte Zeit ts wirdnun mittels der vorab bestimmten Kondensatmenge nach60 Tagen berechnet.

4 Bewertung und Nachweisführung

Das COND-Nachweisverfahren ist bewusst so angelegt,dass es in Analogie zum Glaser-Verfahren nach DIN 4108-3mit entsprechend identischen Klimarandbedingungen ver-wendet werden kann. Die am Ende der Kondensations -periode in der Konstruktion gespeicherte Feuchtemengewird mit dem jeweils zulässigen Grenzwert ver glichen. Dadas COND-Verfahren explizit die kapillare Aus breitungberücksichtigt, sollte der Grenzwert nach DIN 4108-3,§ 4.2.1d verwendet werden, d. h. mw,60 ≤ 0.5 kg/m2. Fürdie Trocknung der Konstruktion gilt aufgrund des glei-chen Rechenverfahrens auch der gleiche Grenzwert vonmaximal 90 Tagen: ts ≤ 90 d.

5 Kritische Diskussion des Verfahrens und Ausblick

Die Ursprünge des COND-Verfahrens liegen in den 1980erJahren. Es wurde entwickelt, um die Unzulänglichkeitendes Glaser-Verfahrens bei bestimmten Konstruktionsauf-bauten auszugleichen und einen bautechnischen Nachweisdieser Konstruktionen zu ermöglichen. Für die analytischeLösung wurden zahlreiche Vereinfachungen und Idealisie-rungen eingeführt, die den Anwendungsbereich des Ver-fahrens eingrenzen. Dabei könnte das Verfahren in einzel-nen Punkten noch verbessert werden. Zum Beispielkönnte der Verlauf der Diffusivitätsfunktion materialspezi-fisch gewählt werden, solange der Zusammenhang Δθ2

(Uk) noch unkompliziert auszuwerten ist. Materialspezifi-sche Erweiterungen des Materialmodells unter Verwen-dung weiterer Materialparameter würden jedoch die An-wendbarkeit reduzieren, da zusätzliche Materialparameterin der praktischen Anwendung häufig nicht verfügbar sind.

gp pR

p pRv s

s i

v ki

s e

v ke n,

, .. , ..

– –= +

1

tm

gsw

v s

= ,

,

60

Das Verfahren ist in der hier gezeigten Form nur nocheingeschränkt handrechenfähig, jedoch in einer Umset-zung in einem programmierten Berechnungsalgorithmussehr leistungsfähig. Eine entsprechende Software, wie dasgleichgenannte COND Programm, kann so verzögerungs-frei bei Eingabeänderung die Feuchteverteilung berechnenund den Feuchteschutznachweis erbringen. Hinsichtlichder Kondensatberechnung gilt es zu beachten, dass die ver-wendete Aufladungsfunktion für sehr dichte Konstruktio-nen mit hoher Feuchtespeicherfähigkeit zunehmend un-plausible Feuchteverteilungen liefert. Daher sollte das Ver-fahren nur für Konstruktionen eingesetzt werden, beidenen der Unterschied zwischen Kondensatmasse nach 60Tagen und stationärer Kondensatmasse eine Grenze nichtunterschreitet, d. h. mw,60 /mw,∞ > 10 %.

Numerischer Berechnungsmethoden (DELPHIN,WuFi, etc.) und die derzeit verfügbare numerische Re-chenleistung ermöglichen bereits jetzt instationäre Jahres-simulationen eindimensionaler Konstruktionen innerhalbweniger Sekunden. Da diese Verfahren neben detaillierte-ren Materialmodellen auch realistische Klimadaten ver-wenden können, ist zu erwarten, dass das COND-Verfah-ren mittelfristig von diesen moderneren, numerischen Lö-sungsverfahren abgelöst wird. Voraussetzung dafür isteine physikalisch fundierte und baupraktisch geprüfte Be-wertungsmethodik, mit der numerische Simulationsergeb-nisse in konservative Nachweisgrößen überführt werdenkönnen. Andere Ansätze zur Verbesserung der Glaser-Ver -fahrens, zum Beispiel durch Verwendung von Monatsmit-telwerten, verlangen ebenso nach einer Überarbeitung derfür das extreme Blockklima gültigen Grenzwerte.

Für den baupraktischen Einsatz ist das COND-Verfah-ren daher auch weiterhin aufgrund der geringen Eingabeda-tenanforderung und der Nachweisanalogie zur DIN 4108-3interessant. Dabei ist das Verfahren primär für den Nach-weis von kapillaraktiven Innendämmsystemen, bzw. ther-misch aufgewerteten Konstruktionen im Altbau geeignet.

Literatur

[1] Häupl, P.: Ein analytisches Modell zum Feuchtedurchgangdurch mehrschichtige Konstruktionen. In: Tagungsband des11. Bauklimatischen Symposiums Dresden, 2002.

[2] Häupl, P.: Bauphysik Klima Wärme Feuchte Schall Grund-lagen, Anwendungen, Beispiele – Aktiv in MathCad. VerlagErnst & Sohn, Berlin, 2008, S. 368–408.

[3] Häupl, P., Stopp, H.: Feuchtetransport in Baustoffen undBauwerksteilen. In: Luft- und Kältetechnik (19(1983)4,S. 202–207, 20(1984)1, S. 40–44, 20(1984)2, S. 104–107).

[4] Häupl, P., Stopp, H., Strangfeld, P.: Softwarepaket CONDzur Feuchteprofilbestimmung in Umfassungskonstruktionen.In: Bautenschutz und Bausanierung 12 (1989), S. S. 53–56.

[5] Künzel, H.: Simultaneous Heat and Moisture Transport inBuilding Components, Fraunhofer–Institut für Bauphysik,Diss., 1994.

[6] Nicolai, A.: Implementierung eines analytischen Verfahrenszur hygrothermischen Bewertung von mehrschichtigen Bau-teilen, Technische Universität Dresden, Diplomarbeit, 2002.

[7] Nicolai, A., Grunewald, J., Zhang, J. S.: Recent improve-ments in HAM simulation tools: Delphin 5 / CHAMPS-BES.In: Tagungsband des 12. Bauklimatischen Symposiums Dres-den, 2007.

Autor dieses Beitrags:Dr. Andreas Nicolai, Institut für Bauklimatik, TU Dresden, 01062 Dresden

09_24-31_Nicolai (004)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 31

Page 48: Bauphysik 01/2012 free sample copy

32 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 34 (2012), Heft 1

An ausgewählten Holzwerkstoffen (Buchenfurnier, MDF- und Span-platten) wurde der Einfluss des Einbringens von Hohlräumen aufdie Wärmeleitfähigkeit untersucht. Für die Versuche wurden diePlatten in mehreren Lagen geschichtet (Lagendicke je nach Ma-terial 2,7 bis 5 mm) und die Aufbauten variiert, wobei Platten mitund ohne Hohlräume verwendet wurden. Um den Einfluss derWärmestrahlung in den Hohlräumen zu untersuchen, wurden zu-sätzlich Aluminiumfolien (geringer Emissionsgrad) eingelegt. Eskonnte festgestellt werden, dass durch das Einbringen von Hohl-räumen (Volumenanteil ca. 46 %) eine Reduzierung der Wärme-leitfähigkeit um bis zu 51 % erreicht wird. Ein zusätzliches Einle-gen von Aluminiumfolie quer zur Wärmestromrichtung reduziertdie Wärmeleitfähigkeitswerte nochmals wesentlich (bis zu 64 %)aufgrund der stark reduzierten Wärmestrahlung in den Hohlräumen.Dies ist besonders ausgeprägt bei den Aufbauten mit größerenHohlraumdicken. Um das Potential des Anbringens von Hohlräu-men im Holzbauwesen zu nutzen, wurde ein Vorschlag für einneues Produkt auf Holzbasis präsentiert.

Influence of the air cavities on thermal conductivity of selectedwood based materials and their application for building industry.On selected wood-based materials (beech veneer, MDF and particleboard), the influence of inserting air cavities on the thermal conduc-tivity was investigated. For the tests, the particular boards (boardthickness: 2.7 to 5 mm according to the material) were layered inmultiple layers by varying the assemblies and using boards withand without cavities. Additionally, aluminium foils (low emissivity)were inserted to investigate the influence of heat radiation in thecavities. It can be stated that inserting air cavities (approximately46 % of core material) results in a reduction of thermal conductivityup to 51 %. An additional insertion of aluminium foils perpendicularto the direction of heat flow reduces the thermal conductivity oncemore significantly (up to 64 %) due to a strong reduced heat radi-ation within the cavities. This is particularly pronounced in theconstructions with larger air cavity thicknesses. Additionally, aproposal of a new product based on wood has been presented todevelop the potential of inserting cavities for timber construction.

1 Einleitung

Die Tatsache, dass Luft eine sehr niedrige Wärmeleitfähig-keit hat, führte zur Entwicklung von Wandsystemen mitintegrierten Luftschichten. In einer Fassade mit integrierter,geschlossener Luftschicht (nicht hinterlüfteter Hohlraum)kann dadurch eine Isolationsebene ohne Verwendung vonDämmstoffen erzeugt und der Wärmewiderstand des Bau-

teils wesentlich erhöht werden. Die Wärmeübertragung ineiner geschlossenen Luftschicht ist von mehreren Faktorenabhängig, die zu berücksichtigen sind. Beim Wärmetrans-port im System Luft-Hohlraum unter realen Bedingungentreten mindestens zwei Wärmeübertragungsvorgänge –Konduktion und Radiation – auf. Konvektion entsteht erstab einer bestimmten Dicke des Hohlraumes [5], [18].

Im Bauwesen wurden zahlreiche Messungen zur Be-stimmung des Wärmetransports in Luftschichten durchge-führt. Bei einer Gebäudehülle ist der Wärmetransport meis-tens horizontal orientiert. Die Messungen zeigen, dass bis zueiner Hohlraumdicke von ca. 25 mm der Wärmetransportvon der Wärmestromrichtung unabhängig ist. Über 25 mmbleibt der Wärmewiderstand aufgrund erhöhter Konvek-tion (Luftströmung) bei einem horizontalen bzw. von un-ten nach oben ausgerichteten Wärmetransport praktischunverändert. Bei Hohlräumen mit großer Dicke ist deshalbdas Auffüllen der Luftschichten mit einem Dämmstoff vor-teilhafter [4], [7], [15], [18].

Der Einfluss von Luftschichten als Isolationsebenen(häufig mit reflektierender Beschichtung der Oberflächen)wurde im Holzbaubereich meistens an Leichtbauelementengetestet. Verschiedene Modelle zur Berechnung des Wärme-widerstands in Abhängigkeit von der Größe des Hohlraumsund des Emissionsgrads der Oberflächen sind in den Nor-men EN ISO 6946 und ISO 15099 aufgeführt [4], [7] undin verschiedenen bauphysikalischen Programmen implemen-tiert. Vergleiche zwischen den Messungen und Berechnun-gen zeigen oft relativ gute Übereinstimmungen mit einerGenauigkeit von über 90 % [14], [18]. Bei Sadauskiene et al.[12] jedoch weisen die Validierungen höhere Ungenauigkei-ten auf.

Bei der Implementierung von Hohlräumen mit kleinenAbmessungen in ein Material sind Produkte aus Vollholzwegen der leichten Bearbeitung gut geeignet. Es wurdenhierzu mehrere Untersuchungen zwecks einer Reduzierungvon Lambda durchgeführt und auch erfolgreich umgesetzt[1], [2], [8], [9], [10]. Dabei zeigten Pasztory et al. [11], dassaufgrund der Aufteilung des Hohlraums (unter 30 mm)durch das Einlegen von Aluminium-Polyethylen-Schichtenund der damit verbundenen, starken Reduzierung des Emis-sionsgrads die Wärmeleitfähigkeit in Hohlräumen deutlichreduziert werden konnte.

Im Rahmen dieser Arbeit wird an Materialkombina-tionen aus Furnier, MDF- und Spanplatten der Wärme-transport bei variabler Hohlraumstruktur ermittelt. Dabei

Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeitvon ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Matús JoscákWalter SondereggerPeter NiemzReinhard OppikoferLaura LammarThomas Schnider

Fachthemen

DOI: 10.1002/bapi.201200005

10_32-37_Joscak (005)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 32

Page 49: Bauphysik 01/2012 free sample copy

33

M. Joscák/W. Sonderegger/P. Niemz/R. Oppikofer/L. Lammar/Th. Schnider · Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

wird die Reduzierung des Lambdawertes durch das Anbrin-gen von Hohlräumen und die Änderung des Emissions-grades der Oberfläche für die weitere praktische Nutzungquantifiziert.

2 Material und Methoden

Es wurden Versuche mit Buchenholz-Furnieren (Schälfur-nier) sowie mit MDF- und Spanplatten durchgeführt. DasVersuchsprinzip wurde speziell zur Messung der unter-schiedlichen Dicken der Hohlräume, ohne Änderung desinternen Aufbaus, entworfen. Dazu wurden dünne Platten(Dicke von 2,7 bis 5 mm) der zu testenden Materialien ver-wendet.

Die Schälfurniere aus Buchenholz hatten eine Dickevon 2,7 mm, die MDF-Platten 3 mm und die Spanplatten5 mm. Die Breite und Länge der einzelnen Platten betrugen500 mm × 500 mm (Bild 1).

Da die Platten unterschiedliche Dicken hatten, ergabensich auch unterschiedliche Dicken der Hohlräume.

Alle Platten wurden vor den Messungen im Klimaraumbei 20 °C und 65 % rel. Luftfeuchte bis zur Gewichtskon-stanz klimatisiert.

Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes, die Größe des Hohlraumsoberhalb eines Durchmessers von 150 mm nur noch einengeringen Einfluss auf die gemessene Wärmeleitfähigkeit hat.

Im zweiten Vorversuch wurden nur volle MDF-Plat-ten gemessen, wobei die Anzahl der Platten jeweils von 7bis 26 erhöht wurde. Bild 4 zeigt eine klare Abhängigkeitvon der Dicke der gemessenen Proben.

Die Zunahme der Wärmeleitfähigkeit mit zunehmen-der Dicke könnte auf den Wärmeübergangswiderstand zwi-schen Messplatte und Probenoberfläche zurückzuführensein, da dieser bei dünneren Proben deutlich mehr in dieMessung mit eingeht [3]. Andererseits kann es bei größerenDicken zu Seiteneinflüssen durch die Umgebung (Raum-temperatur 20 °C) kommen, was in Bild 4 hauptsächlich bei

Bild 1. Abmessungen der Platten: Typ A – volle Platte, Typ B –Platte mit Öffnung; d – Dicke der Platte (Buche 2,7 mm, MDF-Platte 3 mm, Spanplatte 5 mm); D – Durchmesser der erzeug-ten Öffnung (Buche 330 mm, MDF- und Spanplatte 300 mm)Fig. 1. Board dimensions: Type A – full board, Type B – boardwith aperture; d – board thickness (2.7 mm for beech veneer,3 mm for MDF, 5 mm for particle board), D – aperture dia-meter (330 mm for beech veneer, 300 mm for MDF and par -ticle board)

2.1 Messgerät

Die Wärmeleitfähigkeit wurde mittels eines Einplatten-Wär-meleitfähigkeitsmessgerätes λ-Meter EP500 bei einem Prüf-druck von 2,5 kPa gemessen (Bild 2). Laut Herstelleranga-ben besteht die Messfläche aus einem zentrischen Kreis miteinem Durchmesser von 200 mm. Der Wärmestrom erfolgtjeweils von oben nach unten.

2.2 Vorversuche

Zur besseren Interpretation der Ergebnisse wurden Vorver-suche zum Einfluss der Hohlraumgröße und der optimalenDicken des gesamten Aufbaus durchgeführt.

Beim ersten Vorversuch wurden 7 MDF-Platten über-einander gemessen. Bei jeder zweiten Platte wurde ein kreis-rundes Loch in der Mitte herausgeschnitten, das bei dernächsten Messung jeweils vergrößert wurde (von 60 bis zu350 mm). Das Ergebnis ist in Bild 3 dargestellt. Es ist deut-lich zu erkennen, dass, bedingt durch den Messbereich des

Bild 2. Einplatten-Wärmeleitfähigkeitsmessgerät, Typ „λ-Me-ter EP500“Fig. 2. Guarded hot plate apparatus type “λ-Meter EP500”

Bild 3. Vorversuchsergebnis zum Einfluss des Hohlraum-durchmessers auf die Wärmeleitfähigkeit bei drei mittlerenMesstemperaturen (10, 20 und 30 °C), MDF-Platten (4 vollePlatten und 3 Platten mit Hohlraum – wechselweise ange-ordnet), Gesamtdicke 21 mm, ΔT = 12 KFig. 3. Pretest results: Influence of air cavity diameter onthermal conductivity measured at three mean temperatures(10, 20 and 30 °C), MDF board (four full layers and threelayers with aperture – alternatively arranged), entire samplethickness of 21 mm, ΔT = 12 K

10_32-37_Joscak (005)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 33

Page 50: Bauphysik 01/2012 free sample copy

34

M. Joscák/W. Sonderegger/P. Niemz/R. Oppikofer/L. Lammar/Th. Schnider · Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

den gemessenen mittleren Messtemperaturen von 10 und30 °C zu erkennen ist (Auseinanderscheren der gemesse-nen Werte ab einer Probendicke von ca. 50 mm auf Grundvon nicht berücksichtigten seitlichen Wärmezu- bzw. -ab-flüssen innerhalb der Probe).

2.3 Hauptversuche

Das Ziel der Hauptversuche war, den Einfluss der Hohl-raumdicke und des Emissionsgrades zu untersuchen. Es wur-den jeweils 13 aufeinandergelegte Platten je Material ge-messen. Dabei wurden 7 volle Platten (Typ A) mit 6 Plat-ten (Typ B), die einen Hohlraum in der Mitte aufwiesen,kombiniert und getestet (Bild 5). Zusätzlich wurden dieMessungen an Referenzproben (13 volle Platten) durchge-führt.

Um den Einfluss unterschiedlicher Hohlraumdickenauf die Wärmeleitfähigkeit zu untersuchen, wurden die Auf-bauten gemäß Bild 5 variiert und geprüft. Zur Ermittlungdes Einflusses des Emissionsgrades wurden die gleichenAufbauten durch Einlegen einer Aluminiumfolie unter diejeweiligen Hohlräume ergänzt und erneut gemessen.

Alle Plattenaufbauten wurden jeweils bei Messtempe-raturen von 10, 20 und 30 °C und einer Temperaturdiffe-renz zwischen den Messplatten von 15 °C gemessen. Zu-sätzlich wurde daraus anhand einer linearen Regression derKoeffizient für die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleit-fähigkeit der einzelnen Aufbauten bestimmt.

3 Ergebnisse

Um den Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit quantifizierenzu können, wurden die Ergebnisse mit den gemessenen Wär-meleitfähigkeiten der Referenzproben verglichen. Tabelle 1enthält die gemessenen Basisdaten (Dichte, Gesamtdickeund Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C) der Referenzproben ohneHohlräume. In Bild 6 sind die Wärmeleitfähigkeitswerte derReferenzproben in Abhängigkeit von der Temperatur dar-gestellt. Die niedrigste Wärmeleitfähigkeit weisen die Auf-bauten der Buchenholz-Furniere auf (Tabelle 1).

Die Wärmeleitfähigkeit steigt nicht proportional mitder Dichte. Bei den Holzwerkstoffplatten liegt die Wärme-leitfähigkeit um 21 % (MDF) bzw. 15 % (Spanplatte) höherals bei den Buchenfurnieren, obwohl die Dichte bei MDFum 51 % und bei den Spanplatten um 31 % höher liegt alsbei den Buchenfurnieren. Dadurch zeigt sich ein stärkererAnstieg der Wärmeleitfähigkeit bei der Spanplatte als beiMDF bezogen auf den Dichteanstieg. Dieses Verhaltenstimmt mit Messungen von Sonderegger und Niemz [16]überein, die zeigen, dass die Wärmeleitfähigkeit bei gleicherDichte mit abnehmender Größe der Holzpartikel sinkt.

Aus Bild 6 und Tabelle 1 ist weiter ersichtlich, dass dasEinfügen einer Aluminiumfolie, obwohl diese selbst einen

Bild 4. Vorversuchsergebnis zur Ermittlung der Abhängigkeitder Wärmeleitfähigkeit von der gesamten Probendicke bei dreimittleren Messtemperaturen (10, 20 und 30 °C), volle MDF-Platten, ΔT = 12 KFig. 4. Pretest results: Thermal conductivity depending on theentire sample thickness measured at three mean temperatures(10, 20 and 30 °C), MDF board (full layers), ΔT = 12 K

Bild 5. Anordnung der Platten (Aufbauten 1 bis 4) unter Variation der Hohlraumdicken; Buche: (Aufbau 1) 2,7 mm,(Aufbau 2) 5,4 mm, (Aufbau 3) 8,1 mm, (Aufbau 4) 16,2 mm;MDF-Platten: (1) 3 mm, (2) 6 mm, (3) 9 mm, (4) 18 mm;Spanplatten: (1) 5 mm, (2) 10 mm, (3) 15 mm, (4) 30 mm.Die graue Fläche stellt die eingelegte Aluminiumfolie darFig. 5. Arrangement of the board layers (assemblies 1 to 4)with variable air cavity thicknesses; beech veneer: 2.7 mm (as-sembly 1), 5.4 mm (assembly 2), 8.1 mm (assembly 3),16.2 mm (assembly 4); MDF panels: 3 mm (1), 6 mm (2),9 mm (3), 18 mm (4); particle board: 5 mm (1), 10 mm (2),15 mm (3), 30 mm (4). The gray area shows the inserted alu-minium foil

Bild 6. Wärmeleitfähigkeit der Referenzproben (13 vollePlatten ohne und mit Aluminiumfolie) mit den entsprechen-den Regressionsgeraden in Abhängigkeit von der TemperaturFig. 6. Thermal conductivity of the reference samples (13 fulllayers with and without aluminum foil) with the correspon-ding regression lines as a function of temperature

10_32-37_Joscak (005)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 34

Page 51: Bauphysik 01/2012 free sample copy

35

M. Joscák/W. Sonderegger/P. Niemz/R. Oppikofer/L. Lammar/Th. Schnider · Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

höheren Lambdawert aufweist als die Holzwerkstoffe, dieWärmeleitfähigkeit bereits bei den Referenzproben (voll-flächig aufeinandergelegte Platten ohne Hohlräume) leichtreduziert. Das deutet darauf hin, dass durch das Einfügender Folien zwischen den einzelnen Platten sehr dünne Luft-schichten entstanden sind. Durch das Verwenden der Alu-miniumfolien wurde ferner die Abhängigkeit von der Tem-peratur leicht erhöht.

In Bild 7 sind die Wärmeleitfähigkeitswerte aller getes-teten Aufbauten gegenüber den Referenzproben (Dicke desHohlraums = 0 mm) bei einer mittleren Temperatur von20 °C dargestellt. Gegenüber den Referenzproben zeigt sichaufgrund der Hohlräume eine Abnahme der Wärmeleitfä-higkeit bis zu einer Hohlraumdicke von mindestens 18 mm.Durch zusätzliches Einlegen einer Aluminiumfolie unterdem Hohlraum zeigt sich eine Abnahme bis zu einer Hohl-raumdicke von mindestens 30 mm.

Die prozentualen Abnahmen der Wärmeleitfähigkeits-werte aufgrund der Hohlräume und des geänderten Emis-sionsgrades durch Einlegen einer Aluminiumfolie sind inden Bildern 8 und 9 dargestellt.

Es ist zu erkennen, dass die Messungen der Aufbautenmit Aluminiumfolie auch bei steigender Hohlraumdicketiefe Wärmeleitfähigkeitswerte aufweisen, dies im Gegen-satz zu den Aufbauten ohne Aluminiumfolie. Bei einer Hohl-raumdicke von 15 mm (Aufbau 3) wurde die Wärmeleitfä-higkeit bei den Spanplatten um 58 % reduziert. Demgegen-über erreichte der gleiche Aufbau ohne Aluminiumfolie nur

eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit um 13 %. Bei denSpanplatten ohne Aluminiumfolie mit einer Hohlraumdickevon 30 mm (Aufbau 4) wurde sogar eine Zunahme derWärmeleitfähigkeit um 12 %, auf Grund sehr starker Kon-vektion im Hohlraum, ermittelt.

Bei den Aufbauten mit Aluminiumfolie zeigten sichbei einer Hohlraumdicke von 2,7 bis 10 mm nur sehr ge-

Tabelle 1. Dichte, Gesamtdicke und Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C der Referenzproben (13 Platten ohne Hohlräume)Table 1. Measured density, entire sample thickness and thermal conductivity at 20 °C of the reference samples (13 boardlayers without cavities)

Dichte* des Gesamtdicke des Wärmeleitfähigkeit bei 20 °CReferenzaufbaus [kg/m3] Referenzaufbaus [mm] [W/(m · K)]

Buchenfurniere/mit Aluminium-Folie 590/596 35,1 0,111/0,110

MDF-Platten/mit Aluminium-Folie 892/899 39 0,134/0,134

Spanplatten/mit Aluminium-Folie 772/777 65 0,128/0,127

* Die Dichte der einzelnen Aufbauten wurde nach Klimatisierung bei 20 °C und 65 % rel. Luftfeuchte gemessen.

Bild 7. Wärmeleitfähigkeit der geprüften Aufbauten mit un-terschiedlicher Hohlraumdicke bei einer mittleren Temperaturvon 20 °CFig. 7. Thermal conductivity of the tested assemblies withdifferent air cavity thicknesses measured at a mean tempera-ture of 20 °C

Bild 8. Prozentuale Abnahme der Wärmeleitfähigkeit beiden verschiedenen Aufbauten im Vergleich zur Referenzmes-sung bei einer mittleren Messtemperatur von 20 °CFig. 8. Percentage decrease of thermal conductivity of thedifferent assemblies in comparison to the reference samples,measured at a mean temperature of 20 °C

Bild 9. Prozentuale Abnahme der Wärmeleitfähigkeit bei denAufbauten mit unterlegter Aluminiumfolie im Vergleich zur Referenzmessung bei einer mittleren Messtemperatur von 20 °CFig. 9. Percentage decrease of thermal conductivity of theassemblies with aluminium foil in comparison to the refe-rence samples, measured at a mean temperature of 20 °C

10_32-37_Joscak (005)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 35

Page 52: Bauphysik 01/2012 free sample copy

36

M. Joscák/W. Sonderegger/P. Niemz/R. Oppikofer/L. Lammar/Th. Schnider · Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

ringe Unterschiede der Wärmeleitfähigkeit (von 0,046 biszu 0,052 W/(m · K)) und es kam zu praktisch keiner Diffe-renzierung zwischen den eingesetzten Materialien (Bild 7).

Aus den Messungen konnten weiter die Temperatur-koeffizienten (Zunahme der Wärmeleitfähigkeit bei einerTemperaturerhöhung um 1 K) bestimmt werden (bezeich-net als ΔλT). Diese sind in Bild 10 dargestellt und zeigen,dass die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeitbei den MDF- und Spanplatten mit steigender Hohlraum-dicke steigt.

4 Diskussion und Schlussfolgerungen

Die Messungen haben gezeigt, dass das Einbringen vonHohlräumen eine Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit umbis zu 51 % (bei den MDF-Platten) bei einer Hohlraumdickevon 3 mm ermöglicht. Auf Grund der Hohlräume wurdeallerdings auch die Dichte unter der Messfläche um ca.46 % vermindert. Dadurch wird neben einer Senkung desLambdawertes auch das Wärmespeichervermögen des Ma-terials um den Prozentsatz der verminderten Dichte redu-ziert. Das Wärmespeichervermögen ist jedoch besondersfür den sommerlichen Wärmeschutz von Bedeutung [1], [6],[17]. Die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit steigender Hohl-raumdicke langsam zu und erreicht bei einer Hohlraumdickevon ca. 20 mm die Werte der Referenzprobe (ohne Hohl-räume).

Ein zusätzliches Einlegen von Aluminiumfolie querzur Wärmestromrichtung reduziert die Wärmeleitfähigkeits-werte, besonders bei den Aufbauten mit größeren Hohlraum-dicken, nochmals wesentlich. So konnte z. B. die Wärme-leitfähigkeit bei Spanplatten mit einer Hohlraumdicke von15 mm noch um 58 % reduziert werden. Unter der An-nahme, dass beim Wärmetransport die Konduktion kon-stant ist und Konvektion bis zu einer Hohlraumdicke vonca. 25 mm nicht oder nur geringfügig auftritt [4], [7], [18],ist die höhere Wärmeleitfähigkeit bei den Proben ohneAluminiumfolie hauptsächlich auf den erhöhten Wärme-transport durch Strahlung zurückzuführen. Durch die Alu-miniumfolie konnte deshalb der Einfluss der Wärmestrah-lung wesentlich reduziert werden, was sich besonders beigrößeren Hohlraumdicken auswirkte. Dabei wurden bei al-

len Proben, unabhängig vom verwendeten Material, bis zueiner Hohlraumdicke von ca. 10 mm in etwa gleich niedrigeWärmeleitfähigkeiten gemessen. Dass sich die Wärmeleit-fähigkeit im Hohlraum bei Verwendung von Aluminium-Polyethylenfolien unterhalb einer Dicke von 7,5 mm nurgering erhöht, wird auch durch Pasztory et al. [11] aufge-zeigt.

Die Versuche wurden bei einer Wärmestromrichtungvon oben nach unten durchgeführt. Wie bereits erwähnt,ist der Wärmetransport bis zu einer Hohlraumdicke vonca. 25 mm von der Wärmestromrichtung unabhängig. Des-halb können die Ergebnisse auch auf einen horizontalensowie von unten nach oben ausgerichteten Wärmetrans-port bezogen werden. Allerdings wiesen verschiedene Au-toren bei einem Wärmetransport von unten nach oben be-reits ab 10 mm eine Steigerung des Wärmetransportes durchKonvektion nach [5], [18], dies in Abhängigkeit vom Emis-sionsgrad der Hohlraum-Oberflächen. Je niedriger der Emis-sionsgrad, desto früher findet ein Wärmetransport durchKonvektion statt.

Im weiteren Verlauf zeigte sich, dass die Ergebnissevon der Gesamtdicke der Proben beeinflusst werden. WieBild 4 zeigt, steigt die Ungenauigkeit der Messung mit stei-gender Probendicke.

Die hier präsentierten Ergebnisse können für die Ent-wicklung von neuen Produkten auf Holzbasis mit mög-lichst geringen Wärmeleitfähigkeitswerten verwendet wer-den. Dies kann nicht nur durch das Einbringen von Hohl-räumen, sondern auch durch Berücksichtigung andererEigenschaften (Materialdichte, Holzart, Faserwinkel undJahrringneigung) [10] realisiert werden.

Für Holzwerkstoffe wäre z. B. ein Baustein aus verkleb-ten und zusammengepressten Holzspänen bzw. eine Mate-rialkombination mit anderen Stoffen (analog zu den Strang-pressplatten mit Hohlräumen) in Form eines perforiertenZiegels denkbar (Bild 11). Allerdings ist dabei zu beachten,dass die Fasern aufgrund der orthotropen Eigenschaftendes Holzes bzw. der Holzfasern möglichst quer zur Haupt-richtung des Wärmestroms zu liegen kommen [10], [13]. Fürdie Praxis und für die Umsetzung von neuen Produktenmüssen daneben auch die mechanischen sowie die ökono-mischen Kriterien berücksichtigt werden. Weiter bringenHolzprodukte den Vorteil mit sich, dass sie meistens nach-haltig und ökologisch herstellbar sind.

Bild 10. Zunahme der Wärmeleitfähigkeit bei einer Tempe-raturerhöhung um 1 K für den Temperaturbereich von 10 bis30 °CFig. 10. Increase of thermal conductivity with increasing tem-perature of 1 K within a temperature range of 10 to 30 °C

Bild 11. Beispiel eines Holzwerkstoffproduktes, bei dem dieWärmeleitfähigkeit durch Einbringung von Hohlräumen ver-mindert werden kannFig. 11. Example of a new wood-based product in which thethermal conductivity can be reduced by inserting air cavities

10_32-37_Joscak (005)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 36

Page 53: Bauphysik 01/2012 free sample copy

37

M. Joscák/W. Sonderegger/P. Niemz/R. Oppikofer/L. Lammar/Th. Schnider · Einfluss von Hohlräumen auf die Wärmeleitfähigkeit von ausgewählten Holzwerkstoffen für den Baueinsatz

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Danksagung

Die Autoren danken der Firma Kronospan Schweiz AG fürdie Bereitstellung des Materials für das Projekt.

Literatur

[1] Aste, N., Angelotti, A., Buzzetti, M.: The influence of the exter-nal walls thermal inertia on the energy performance of wellinsulated buildings. Energy and Buildings 41 (2009), S. 1181–1187.

[2] Bader, H., Niemz, P., Sonderegger, W.: Untersuchungen zumEinfluss des Plattenaufbaus auf ausgewählte Eigenschaften vonMassivholzplatten. Holz als Roh- und Werkstoff 65 (2007),H. 3, S. 173–181.

[3] Bucar, B., Straze, A.: Determination of the thermal conducti-vity of wood by the hot plate method: The influence of mor-phological properties of fire wood (Abies alba Mill.) to thecontact thermal resistance. Holzforschung 62 (2008), No. 3,pp. 362–367.

[4] DIN EN ISO 6946:2003-10 Bauteile – Wärmedurchlasswi-derstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungs-verfahren. Berlin: Beuth Verlag, 2003.

[5] Fricker, J. M.: Computational analysis of reflective air spaces.AIRAH Journal 51 (2007), S. 29–32.

[6] Gregory, K. E., Moghtaderi, B., Sugo, H. O., Page, A. W.: Athermal performance study of common Australian residentialconstruction systems in hypothetical modules. In: Proceedingsof the 14th International Brick & Block Masonry Conference:Sydney, (2008).

[7] ISO 15099:2003-11 Thermal performance of windows, doorsand shading devices – Detailed calculations (2003).

[8] Joscak, M., Sonderegger, W., Niemz, P.: Wärme- und Feuch-tetransport in Holzbauelementen unter freier Bewitterung.Bauphysik 32 (2010), H. 5, S. 308–318.

[9] Niemz, P., Sonderegger, W., Bader, H., Weber, A.: Wärmeleit -fähigkeit mehrlagiger Massivholzplatten und weiterer Holz-werkstoffe. Holztechnologie 48 (2007), H. 5, S. 23–28.

[10] Niemz, P., Sonderegger, W.: Untersuchungen zur Wärme-leitung von Vollholz und Werkstoffen auf Vollholzbasis, we-sentliche Einflussfaktoren. Bauphysik 33 (2011), H. 5, S. 299–305.

[11] Pasztory, Z., Peralta, P. N., Peszlen, I.: Multi-layer heat in-sulation system for frame construction buildings. Energy andBuilding 43 (2011), pp. 713–717.

[12] Sadauskiene, J., Buska, A., Burlingis, A., Bliudzius, R.,Gailius, A.: The effect of vertical air gaps to thermal transmit-tance of horizontal thermal insulating layer. Journal of CivilEngineering and Management 15 (2009), pp. 309–315.

[13] Schneider, A., Engelhardt, F.: Vergleichende Untersuchun-gen über die Wärmeleitfähigkeit von Holzspan- und Rinden-platten. Holz als Roh- und Werkstoff 35 (1977), H. 7, S. 273–278.

[14] Sedlak, P.: Vplyv vzduchovych vrstiev s reflexnymi povrchmina tepelnotechnicke vlastnosti obaloveho plasta budov na bazedreva. Dissertation, TU Zvolen (2003).

[15] Shirtliffe, C. J.: Thermal resistance of building insulation.Canadian Building Digests 149 (1972), p. 4, online (2005-08-04):http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/ibp/irc/cbd/building-digest-149.html.

[16] Sonderegger, W., Niemz, P.: Thermal conductivity and wa-ter vapour transmission properties of wood-based materials.European Journal of Wood and Wood Products 67 (2009),No. 3, pp. 313–321.

[17] Sugo, H. O., Page, A. W., Moghtaderi, B.: A comparativestudy of the thermal performance of cavity and brick veneerconstruction. In: Proceeding 13th IBMAC: Amsterdam, (2004),pp. 767–776.

[18] Uvsløkk, S., Arnesen, H.: Thermal insulation performanceof reflective material layers in well insulated timber framestructures. Proceedings of the 8th Symposium on BuildingPhysics in the Nordic Countries, vol. 1. (2008), pp. 1–8.

Autoren dieses Beitrages:Ing. Matús Joscák, PhD., Dascanova GmbH, Mooslackengasse 17, A-1190, WienDr. Walter Sonderegger, Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Peter Niemz, Dipl. Holzing. FH Thomas Schnider,ETH Zürich, Institut für Baustoffe, Arbeitsgruppe Holzphysik, Schafmattstrasse 6, CH-8093 ZürichMSc ETH Bau-Ing. Reinhard Oppikofer, Culmannstrasse 20, CH-8006 ZürichMSc ETH Bau-Ing. Laura Lammar, Synaxis AG Zürich, Thurgauerstrasse 56, CH-8050 Zürich

Persönliches

Prof. Dr.-Ing. Jens Knissel neu an der Universität Kassel

von Bürogebäuden durchführte. Ener-gieeffiziente Bürogebäude waren auchdas Thema, über das er im Jahr 2002promovierte. Neben Fragen zur energe-tischen Optimierung von Neubautenund Bestandsgebäuden beschäftigt ersich insbesondere mit den Themen ener-getische Modernisierung in Mietwohn-gebäuden, energetische Bilanzierung so-wie Optimierung von Heizungs- undLüftungsanlagen. Prof. Knissel arbeitetin VDI- und DIN-Ausschüssen mit undist Autor und Herausgeber von zahlrei-chen Publikationen im Bereich Energie-effizienz von Gebäuden. Der 48-Jährigeist verheiratet und hat zwei Kinder.

Seit Oktober 2011 vertritt Prof. Dr.-Ing.Jens Knissel das Fachgebiet TechnischeGebäudesanierung im Fachbereich Ar-chitektur, Stadtplanung und Landschafts-planung der Universität Kassel. Der ge-bürtige Aachener kommt vom InstitutWohnen und Umwelt (IWU) in Darm-stadt, wo er vor allem zu Energieeffi-zienz und Nachhaltigkeit von Gebäudenforschte. Prof. Knissel studierte 1984 bis1991 Energie- und Verfahrenstechnik ander TU Berlin.

Anschließend arbeitete er zwei Jahrein einem Ingenieurbüro, wo er auf Basisvon dynamischen Simulationsrechnun-gen Energieberatungen beim Neubau

10_32-37_Joscak (005)_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:16 Seite 37

Page 54: Bauphysik 01/2012 free sample copy

38 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Am 11. Januar 2012, auf der DEUBAU, wurden die Ge-winner des Heinze ArchitektenAWARD 2011 offiziell vomJuryvorsitzenden Jan Kleihues geehrt. Die Entscheidung,welche Büros sich über das Preisgeld in Gesamthöhe von50.000 Euro freuen dürfen, ist gefallen.

Jan Kleihues, der die neue Architekten-Generation wiekein anderer verkörpert, stellte die herausragenden Ent-würfe seiner Kollegen nacheinander vor. Die Vorjahres -gewinner Osterwold & Schmidt sowie Ahlbrecht FelixScheidt Kasprusch konnten die Jury auch diesmal über-zeugen. Auch für sie war jedoch eins neu: Erstmals erhiel-ten alle Gewinner eine massive, aus Beton gegossene Tro-phäe, die von nun an den Wettbewerbserfolg symbolisiert.

Die Freude unter allen Preisträgern war wie erwartetgroß – der Heinze ArchitektenAWARD in der Kategorie„Innovation und Design“ krönte jedoch sogar die Arbeiteiner ganzen Stadt. Denn die Stadt Oberhausen war es,die den Bau der St. Antony Hütte anlässlich ihres Status„Kulturhauptstadt Ruhrgebiet 2010“ initiierte, einen Inves-tor fand und so ermöglichte, dass bei einem Realisierungs-wettbewerb der herausragende Gewinnerentwurf des Bü-ros Ahlbrecht Felix Scheidt Kasprusch das Rennen machte.Daher kamen auch Vertreter der Stadt Oberhausen zurPreisverleihung und konnten sich gleichermaßen über dieAuszeichnung des Schutzdaches für die Ausgrabungen derersten Eisenhütte von 1758 freuen. Ein wahrlich einzig -artiger Nichtwohnbau!

Unter diesem Motto suchte der Informationsdienst-leister Heinze von Juli bis Oktober 2011 die besten Ent-würfe deutscher Architekturbüros aus den letzten 5 Jah-ren – 225 Teilnehmer folgten mit insgesamt 310 Beiträgendiesem Aufruf. Eine ausgewählte Fachjury kürte darauf-hin im Dezember 2011 ihre Favoriten in vier Kategorien.

Gewinner der Kategorie „Funktionalität“:Bus&Bahn Terminal GothaOsterwold & Schmidt EXP!ANDER Architekten BDA

Begründung der JuryDer Bus&Bahn Terminal Gotha von EXP!ANDER Archi-tekten ist die buchstäblich beste Alltagslösung.

Allseitig offen, jederzeit erreichbar, barrierefrei undübersichtlich, ermöglicht er mit seiner schachbrettartigenGrundstruktur nicht nur den reibungslosen Ablauf der Ver-kehrsfunktionen, sondern gibt zusätzlich Raum für öffent-liche Einrichtungen wie Information, Verkauf, Imbiss und

einen Blumenstand. Damit wird das Areal vom reinenFunktionsbau zum städtischen Treffpunkt.

Beispielhaft ist der Terminal auch als Pionier künftigerBebauung des momentan nahezu unbebauten Bahnhofs-vorplatzes. Ohne zwingende Vorgaben gibt er der künfti-gen Bebauung doch Anhaltspunkte in Kubatur, Raumbil-dung und Raumgrenzen. Vorzüglich ist auch die zwang-lose Einbindung von baukünstlerischen Elementen: Alsumlaufendes Spruchband des lichten Flachdachs regt einGoethezitat über das Reisen Betrachter und Benutzer an.Auch die zweckdienlichen Baumaterialien – Stahlrohr-stützen, Edelstahl, Aluminium-Vorhangfassaden und wär-megedämmtes Profilbauglas – halten gekonnt die Balancezwischen Funktionalität, Festlichkeit und Nachhaltigkeit(Bild 1).

Preisverleihung des Heinze ArchitekturAWARD 2011

Berichte

Bild 1. Bus- und Bahn-Terminal, GothaFoto: © Michael Miltzow

Gewinner der Kategorie „Gesamtgestaltung“:Evangelisches Augustinerkloster zu ErfurtJunk & Reich – Architekten BDA Planungsgesellschaft mbH

Begründung der JuryJunk & Reich haben beim Wiederaufbau bzw. Nachbauder Bibliothek und der Waidhäuser des Augustinerklos-ters das historische Prinzip einer „Stadt in der Stadt“ auf-gegriffen. Damit werden sie nicht nur der Grundgestalt dergotischen Anlage gerecht, sondern lösen auch virtuos dasGrundproblem des spezifischen Orts, der seit 1945 durchTeilzerstörung fragmentiert war. Beides macht dieses Ob-jekt zum Musterbeispiel vorbildlicher Gesamtgestaltung.

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:59 Seite 38

Page 55: Bauphysik 01/2012 free sample copy

39

Preisverleihung des Heinze ArchitekturAWARD 2011

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Hervorzuheben ist der kreative Umgang mit der bau-lichen Situation. Denn indem Junk & Reich auch vorder-gründig unscheinbare oder formlose Überreste der histori-schen Bebauung behutsam und respektvoll in neue Bau-teile einbezogen, ist ein ansprechendes, spannungsreichesEnsemble entstanden, das beispielhaft das Miteinander vonAlt und Neu Gestalt gewinnen lässt; Bruchstein und Be-ton, Holz, Kupfer, Glas und Stahl kooperieren. Bemerkens-wert ist auch die Übernahme historischer Bauformen undMaterialen, Kubaturen und Raumbildungen in die ergän-zenden Neubauten. Trotzdem bleibt die Grenze zwischenGotik und Gegenwart jederzeit klar erkennbar. Somit istdieses Ensemble mustergültig in seiner städtebaulichenEinordung sowie dem historischen Orts- und Objektbezug(Bild 2).

Gewinner der Kategorie „Energie, Umwelt und Nachhaltigkeit“:TU München – Gebäude 0505Hild und K Architekten

Begründung der JuryEin Aspekt der Nachhaltigkeit ist der Erhalt und die Sa-nierung vorhandener Gebäude, das Bauen im Bestand.

Mit dem Um- und Ausbau des Anfang der 60er Jahreerrichteten Gebäudes 0505 auf dem Stammgelände derTU München ist das auf vorbildliche Weise gelungen. Sowie das prägnante Stahlbetonskelett erhalten und beimAusbau der Büroräume und Hörsäle in Szene gesetzt wird,werden auch die aus dem Bestand übernommenen Kunst-fenster in dem neu geschaffenen, gebäudehohen Luftraumwiederverwendet und unterstreichen dessen sakralen Cha-rakter.

Die wellenförmig aus der Fläche der Fassade schwin-genden Pfeiler im Zusammenspiel mit der Ziegelvorsatz-schale aus dunklen, silbrig glänzenden Klinkern lassen dasGebäude sehr Edel erscheinen und geben diesem seineIdentität.

Insgesamt überzeugt das Projekt durch seine Stimmig-keit zwischen Innen und Außen und zeigt, wie spannenddas Bauen im Bestand sein kann (Bild 3).

Gewinner der Kategorie „Innovation und Design“:St. Antony Hütte in OberhausenAhlbrecht Felix Scheidt Kasprusch

Begründung der JuryDas Schutzdach über der industrie-archeologischen Gra-bungsstätte St. Antony Hütte in Oberhausen ist ein Genie-streich. Denn einfacher und sinnfälliger geht es wohl kaum:versetzt miteinander verschraubte Stahlblechplatten erzeu-gen mit ihren Abkantungen die Statik einer selbsttragen-den Struktur, die sich mit der Geste einer wie vom Wind-zug hoch gewölbte Decke über die Überreste der ehemali-gen Gießerei spannt.

Nur die Zipfel des 1000 m2 messenden Schutzdachessetzen behutsam auf vier Eckfundamenten auf – oder wer-den sie etwa gegen das Wegfliegen gehalten? Die minima-len Mittel raffinierter „Low-Tech“-Strategie heiligen in be-eindruckender Anmut den Zweck der Schutzgebung undsind damit Vorbild für Innovation und Design in zeitgenös-sischer Architektur (Bild 4).

Bild 4. St. Antony Hütte, OberhausenFoto: © Deimel + Wittmar Fotografie, Essen

Bild 2. Evangelisches Augustinerkloster, ErfurtFoto: Junk & Reich – Architekten BDA PlanungsgesellschaftmbH

Bild 3. TU München, Gebäude 0505Foto: Michael Heinrich

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:59 Seite 39

Page 56: Bauphysik 01/2012 free sample copy

40

Preisverleihung des Heinze ArchitekturAWARD 2011

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Zusätzlich bestimmten die Besucher auf www.heinze.deihre Publikumslieblinge:

1. Publikumspreis: Parkhaus im Schilde-ParkArchitekturbüro Dorbritz

ObjektbeschreibungDie Architektur des Gebäudes ist eine gefaltete Interpre-tation des gewachsenen und modellierten Landschaftsrau-mes. Das Gebäude soll sich in Form und der Oberflächeaus natürlichem, unbehandeltem Lärchenholz selbstver-ständlich in die Grünanlage einbinden. Die Verkleidunglässt in ihrer Farbe auch im Zuge der gewollten Verwitte-rung den Übergang zwischen Gelände und Gebäude ver-wischen. Die Lamellenhaut ermöglicht spannende Ein- undAusblicke in den Landschaftsraum. Licht und Schattenspielen so im und um das Gebäude herum eine tragendeRolle.

Durch das Fassadenkonzept wird eine ständige Durch-lüftung des Gebäudes gewährleistet. Ebenso wurde sehrviel Wert auf die Nachhaltigkeit gelegt. Zum einen durchein präzise angelegtes und flexibles Nutzungskonzept desGebäudes. Zum anderen durch den einsatz großflächigerPhotovoltaik-Elemente auf den großen Dachflächen. Hier-bei wurde zunächst die Hälfte der Dachfläche überdachtund ausgestattet (Bild 5).

tender Mittelpunkt des Hochschulcampus erlebt und sozum einprägsamen Zeichen der Bildung.

Der Raum ist dreigeteilt und bietet verschiedene Ar-beitsmöglichkeiten. Im vorderen Bereich entwickelt sich dieFassade zu drei Studierkabinen für ein ungestörtes Ler-nen, im hinteren Bereich steht ein Tisch für Gruppen be-reit, flexibel abtrennbar durch einen Akustikvorhang. Alsveränderbares Element kann er eine individuelle Denk-zone schaffen oder einen größeren Bereich öffnen. DieAußenseite ist bedruckt mit einem digital generierten Mo-tiv auf der Grundlage der „Schule der Philosophen“ vonRafael. Durch Indifferenz erzeugt der Vorhang eine stän-dig wechselnde Raumbeziehung.

Beim Blick durch die Glasfassade erscheint die Um-gebung wie in Hochglanz, viel farbiger, als dies außerhalbdes Gebäudes wahrgenommen werden kann. Die flügel-ähnliche Bedachung steht im hinteren Teil auf drei Stüt-zen, deren Form ein Moment der Bewegung der Beine derPferde ist, die sich früher hier bewegten. Sie sind digitalentwickelt und Produkt einer computergesteuerten, mo-dernen Stahltechnologie.

Entlang einer offenen Traufe auf der gesamten Längs-seite werden die Niederschläge inszeniert und als Vor-hang, der als zweite Ebene vor der Fassade herunter tropft,zum Erlebnis. Das Regenwasser wird in einer Rigole vorder Fassade gesammelt und ökologisch wirksam dem Ge-lände zugeführt. Zwischen neuem und altem Dach erhellteine Lichtfuge die historische Stallwand. Treppen undDurchgänge durch die Wand verhindern Stillstand undsorgen so für eine Vernetzung beider Teile (Bild 6).

3. Publikumspreis: 4-zügiges Gymnasium mit Dreifachsport-halle in GaimersheimFuchs und Rudolph Architekten Stadtplaner GbR

ObjektbeschreibungEin linearer Boulevard für Fußgänger und Radfahrer führtdie Schüler von Osten kommend auf den Eingangsplatzder zugleich der großzügige Pausenhof ist: Es entsteht einsich öffnender belebter Campus. Der schmale Hauptbauerhebt sich nördlich, fasst den Platz und zieht die Besucherentlang der Überdachung zum Haupteingang. Die Sport-halle mit seiner offenen Glasfassade belebt den Platz undpräsentiert sich als öffentliches Gebäude, transparent und

Bild 5. Parkhaus im Schildepark, Bad HersfeldFoto: © Stefan Marquardt

Bild 6. Bibliothek für Architektur, Design und Kunst, MünsterFoto: © Roland Borgmann

2. Publikumspreis: Das Pferd an der Decke – Bibliothek fürArchitektur, Design und KunstBühler und Bühler mit planungsgemeinschaft zauberscho[e]n

ObjektbeschreibungDer Leonardo Campus im Norden von Münster bildet mitder Kunstakademie, der münster school of architecture(msa) und dem Fachbereich Design einen Kreativ-Campusauf dem Gelände einer ehemaligen Reiterkaserne.

Vor dem Stall stehen schon lange keine Pferde mehr.Stattdessen werden hier nun die Bücher stehen. Einge-rahmt werden diese durch eine Glasfassade, deren groß-formatige Scheiben mittels Glasschwertern ausgesteift sind.Diese Fassade aus besonders klarem Glas prägt das Ge-bäude durch seine hohe Transparenz. Die Bücher werdenso tags und besonders nachts auch von außen als bedeu-

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:59 Seite 40

Page 57: Bauphysik 01/2012 free sample copy

41

Preisverleihung des Heinze ArchitekturAWARD 2011

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

einladend für Schüler, Lehrer, Sportler und Besucher glei-chermaßen. Vom Eingangs- und Pausenhof her verteilensich die Schüler, und Lehrer in die beiden Gebäude: Sport-halle und Schule, sowie zu den Sportfreibereichen.

Die zentrale Halle ist durch den großen und hohenRaum identitätsstiftend für Schüler, Lehrer und Eltern.Das Gebäude hat klare Funktionszuordnungen mit denFachklassen im Norden und den Klassenräumen nach Os-ten, Süden und Westen. Die Aula und die Höfe bieten un-terschiedliche Raumqualitäten und eine leichte Orientie-rung im Gebäude. Die Schule liegt städtebaulich autark undals komplette Anlage in der Landschaft.

Äcker, Felder und Wege, Linearität prägen die Ört-lichkeit am Hochholzer Berg. Dieses Thema findet sich inverschiedenen architektonischen Elementen wieder: Stein-mauern, Baumreihen und Baumkaree, horizontale Fens-terbänder und der lange Boulevard. Sitzstufen im Freiendurchlaufen linear entlang der Höhenlinen des Grundstü-ckes und machen den Geländeverlauf erlebbar.

Die umlaufende Überdachung verbindet Schuleingangund Sporthalle und fasst den Pausenhof nach Süden. Um-laufende Fensterbänder in den Klassenbereichen belichtenoptimal, die niederen Brüstungen bringen den Ausblick derschönen Umgebung hinein, bieten jedoch ein gewisses Maß

an Geschlossenheit für Konzentriertes Lehren und Lernen(Bild 7).

Weitere Informationen zu den eigereichten Projekten un-ter: www.heinze.de/architekturobjekte/architektenaward

Bild 7. Gymnasium GaimersheimFoto: © Stefan Müller-Naumann

Richtlinie zur Ausführung luftdichterKonstruktionen und Anschlüsse

Gemeinsam herausgegeben von: Fach-verband der Stuckateure für Ausbauund Fassade Baden-Württemberg, Fach-verband Elektro- und Informationstech-nik Baden-Württemberg, Verband desZimmerer- und Holzbaugewerbes Baden-Württemberg. Richtlinie Ausführungluftdichter Konstruktionen und An-schlüsse. 87 S., DIN A4. Broschur.Stuttgart, 2009. Preis für Mitglieder15,89 € / Nichtmitglieder 31,78 €, jeweils zzgl. 7 % MwSt. und Versand-kosten.

Dem luftdichten Errichten von unter-schiedlichen Konstruktionen und damitder Qualitätslenkung auf der Baustellekommt in Zeiten von Niedrig- undNiedrigst-Energiegebäuden eine immergrößere Bedeutung zu. Deswegen ist essehr löblich, dass sich gleich drei vondieser Aufgabenstellung betroffene Fach-verbände unter Hinzuziehen zweier wei-terer entschlossen haben, eine gemein-same Richtlinie zum Thema herauszuge-ben und den Ausführenden nicht allein

lassen, wie der Verordnungsgeber fürdie Energieeinsparung das in vielen Fra-gen (leider) vorlebt und scheinbar hofft,dass sich Planer und Errichter schon irgendwie „zusammenraufen“.

Ausgehend von der Analyse der we-sentlichen Detailpunkte für erforder-liche luftdichte Anschlüsse bei einemGebäude werden zunächst die bauphy-sikalischen Grundlagen vorgestellt underläutert. Hierbei wird prägnant dieSchadensträchtigkeit fehlerhafter Kon-struktionen hinsichtlich der notwendi-gen Luftdichtigkeit besprochen. Danachbeleuchtet man die notwendigen Pla-nungsschritte. Nicht zuletzt wird an die-ser Stelle dem Ausführenden verständ-lich gemacht, warum eine aussagefähigeDetailplanung unverzichtbar ist und stetsden Vorrang vor einer „gebastelten“ Lö-sung auf der Baustelle haben muss. Dasschließt ausdrücklich eine auskömmlicheFachbauleitung ein, die alle beteiligtenGewerke überwacht und koordiniert.

Besonders wichtig sind die anschlie-ßenden Beschreibungen der verschiede-nen möglichen Materialverbindungenvon der einfachen Klebeverbindung mitKlebeband bis hin zu den oft in der Pra-xis verzwickten Abschlüssen von Einbau-ten, wie Installationsdosen und -schächte,Durchdringungen von Abgasanlagenund Bohrkonsolen.

Den Hauptteil der Richtlinie nehmendann die jeweils mit leicht verständlichenAbbildungen unterlegten Detailsituatio-nen ein, deren Anschlussbedingungenund -notwendigkeiten knapp und prä-zise erläutert werden. Den Abschlussbildet ein Glossar, das auch dem nichtmit allen Fachbegriffen vertrauten Leserzügig den Einstieg ins Thema vermittelt.

Diese Richtlinie klärt sicherlich (noch)nicht jedes Praxisdetail – das ist insbe-sondere für die Bauwerksinstandsetzungeinfach nicht möglich, ist jedoch eineäußerst brauchbare Planungs- und Aus-führungshilfe bei einem zukünftig nochkomplizierter werden Fachgebiet mitsteigendem Schadenspotenzial des mo-dernen Bauens. Das gilt in erster Linievor dem Hintergrund der zu erwarten-den weiteren Verschärfung der EnEV-Anforderungen, für die der Verordnungs-geber selbst oftmals keine baupraxistaug-lichen Lösungen bereithält. Deswegensollte die Richtlinie weder in einem Ar-chitektur-/Planungsbüro oder beim Aus-führenden noch bei den Bauleitendenfehlen. Zudem sei sie auch Studieren-den empfohlen, die mit diesem Themain ihrer Berufspraxis von Anfang ankonfrontiert sein dürften. Nicht zuletztwird sich aber auch der Sachverständigefür Schäden an Gebäuden mit der Richt-linie zu beschäftigen haben – zumindest

Technische Regelsetzung

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:59 Seite 41

Page 58: Bauphysik 01/2012 free sample copy

42

Technische Regelsetzung

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

dann, wenn sich die Vorgenannten nichtdamit auseinandergesetzt haben solltenund dann nachträglich die Beseitigungdes Pfuschs vor Ort auf der Tagesord-nung steht.

Dr. Gerd Geburtig, Ribnitz-Damgarten

Technische Systeminfo WDVS Nr. 6 –Brandschutz

Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS)sind nichtgeregelte Bauprodukte, derenAnwendung in Deutschland über einenbauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnach-weis in Form– einer ETA (Europäisch Technische

Zulassung) nach der LeitlinieETAG 004 in Verbindung mit einerAnwendungszulassung des DeutschenInstituts für Bautechnik (DIBt),

– einer allgemeinen bauaufsichtlichenZulassung des DIBt mit dem Nach-weis bzw. Klassifizierung des Brand-verhaltens nach den NormenDIN 4102-1/DIN EN 13501-1, oder

– über Zustimmungen im Einzelfallgeregelt wird.

In Deutschland werden seit über50 Jahren WDVS (Außenwandbeklei-dungssysteme) angewendet, um eineEnergieeinsparung an Gebäuden zu erzielen. Bis 1996 waren Dämmstoff-dicken aus Polystyrol-Hartschaum (deram häufigsten verwendete Dämmstofffür WDVS in Deutschland) mit einemBrandverhalten „schwerentflammbar“(Baustoffklasse DIN 4102-B1) von 60bis 100 mm üblich, sie wurden jedochschrittweise bis derzeit im Regelfall auf300 mm erhöht.

Im Brandschachtversuch, als Bestand-teil des Nachweises der Schwerentflamm-barkeit im Laborversuch nach der NormDIN 4102-1 in Verbindung mit der NormDIN 4102-16, kann maximal ein Prüf-körper mit einer Gesamtdicke von80 mm geprüft werden. Man einigte sichim Sachverständigenausschuss „Brand-verhalten von Baustoffen“ darauf, dassdie Prüfergebnisse mit einer Gesamtdickevon 80 mm auf eine Dämmstoffdicke bis100 mm extrapolierbar sind. WDVS mitbrennbaren Dämmstoffdicken > 100 mmbenötigen aus diesem Grund ein Prüfver-fahren, in dem für das Gesamtsystem derNachweis des Brandverhaltens unterpraxisnahen Bedingungen erfolgen kann.

Deshalb wurde 1996 durch zwei Ma-terialprüfanstalten in Zusammenarbeitmit dem Sachverständigenausschuss„Brandverhalten von Baustoffen“ desDIBt, dem deutschen Spiegelausschuss0034.01 des NABau „Brandverhaltenvon Baustoffen“ des DIN und mit demFachverband Wärmedämm-Verbund -systeme der Normentwurf DIN 4102Teil 20, erarbeitet.

Der derzeit in Überarbeitung befind -liche Normentwurf DIN 4102-20 „Brand-verhalten von Baustoffen und Bauteilen –Besonderer Nachweis für das Brandver-halten von Außenwandbekleidungen“gilt für Außenwandbekleidungen, die zurVerwendung an bzw. auf der Oberflächevon raumabschließenden Gebäudeaußen-wänden bestimmt sind und bei deneneine rückseitige Brandbeanspruchungdes Außenwandbekleidungssystems(„Durchbrennen“ der raumabschließen-den Wand) ausgeschlossen werden kann.Die Prüfung erfolgt aber nur an Außen-wandbekleidungssystemen, die nichtbzw. nicht ausreichend beurteilt wer-den können.

In Zusammenarbeit mit dem Fach-verband WDVS wurde in vielen Groß-versuchen nachgewiesen, dass speziellbei dem Dämmstoff Polystyrol-Hart-schaum, bei einer Dämmstoffdicke> 100 mm, Brandschutzmaßnahmen imBereich von Öffnungen (z. B. Fenster)oder auch andere Brandschutzmaßnah-men erforderlich sind, um eine Weiter-leitung der Flammen, die aus einem sichim Vollbrand befindlichen Wohnraumaus einem offenen Fenster auf die Ober-fläche einer Außenwandbekleidungschlagen, ausreichend lange in horizonta-ler Richtung zu behindern, und bei spe-ziellen Anforderungen in vertikaler Rich-tung (z. B. Brandwänden) zu verhindern.

Europäisch werden in den ETAs, ent-sprechend ETAG 004, WDVS mit brenn-baren Dämmstoffen in unbegrenzter Di-cke ohne Brandschutzmaßnahmen zu-gelassen, wenn die Laborprüfungennach DIN EN 13823 (SBI-Test) undDIN EN ISO 11925-2 (Kleinbrandprü-fung) bestanden werden und die Klassi-fizierung nach DIN EN 13501-1 erfol-gen kann.

Die langjährige Erfahrung bei der An-wendung von WDVS in Deutschlandzeigt aber, dass bei WDVS mit unter-schiedlichen brennbaren Dämmstoffender Dicke > 100 mm ohne Brandschutz-maßnahmen der Sturzbereich von Öff-nungen (Fenster) aufgehen kann unddie Brandweiterleitung über die Ober -fläche der Außenwandbekleidung vonStockwerk zu Stockwerk zum Vollbranddes Gebäudes führt. In der EU hat jederMitgliedsstaat das Recht, entsprechendseinem nationalen Sicherheitsniveauseine jeweiligen Schutzziele selbst fest-zulegen. Daraus resultieren für Deutsch-land zusätzliche Festlegungen sowohl inden nationalen Zulassungen als auch inden Anwendungszulassungen auf Grund-lage vorliegenden ETAs, u. a. auch Maß-nahmen für den Brandschutz, derenWirksamkeit in Großversuchen nach -gewiesen wurde.

Die Beschreibung spezieller Detailszur Ausführung von Brandschutzmaß-

nahmen können in den Zulassungenund Anwendungszulassungen nicht um-fassend beschrieben werden, da diesesehr umfangreich sind und im Rahmender Zulassungsbearbeitung nicht geleis-tet werden kann. Aus diesem Grund be-schäftigt sich der Arbeitskreis“ Brand-schutz“ des Fachverbandes WDVS seitJahren mit dieser Problematik, um eineQualitätssicherung bei der Ausführungvon WDVS zu erreichen und es liegtzwischenzeitlich die „6. Technische Sys-teminfo – WDV-Systeme zum ThemaBrandschutz“ vor. Grundlage dieser„Technischen Systeminfo“ sind umfang-reiche experimentelle Untersuchungenund Nachweise durch Materialprüfan-stalten in Zusammenarbeit mit demFachverband WDVS an Außenwandbe-kleidungen. Diese will den Herstellernder WDVS mit experimentell nachge-wiesenen Detaillösungen/-ausführungenPraxisbeispiele in die Hand geben, u. a.:– mögliche Brandschutzmaßnahmen

bei WDVS mit PS-Hartschaum,– die Kombination von Brandschutz-

maßnahmen,– die Ausnutzung von Gebäudestruktu-

ren als Brandriegel,– der Mineralwolle-Sturzschutz in auf-

gedoppelten WDVS bei Sanierungs-maßnahmen,

– die Ausführung des Spritzwasserberei-ches bei nichtbrennbaren WDVS.

Die „Technische Systeminfo NR. 6WDV-Systeme Brandschutz“ ersetztaber weder einen Großversuch nochden erforderlichen Verwendbarkeits-nachweis bzw. die Anwendungszulas-sung. Sie ersetzt auch nicht erforderli-che Nachweise im Großversuch undletztendlich bleibt immer dem Sachver-ständigenausschuss „Brandverhaltenvon Baustoffen“ die Entscheidung vor-behalten, ob mit bestimmten Brand-schutzmaßnahmen das WDVS sich wieein schwerentflammbares Bauproduktverhält, denn der Großversuch führtnicht zu einer Klassifizierung nachDIN 4102-1 oder DIN EN 13501-1. Fürseine Mitglieder hat der FachverbandesWDVS die in der Systeminfo dargeleg-ten Anwendungen bereits prüftechnischnachgewiesen.

Die „Technische Systeminfo Nr. 6“ kannangefordert werden beimFachverband Wärmedämm-Verbundsysteme e.V.Fremersbergstraße 3376530 Baden-BadenTel. +49(0)7221/300989-0Fax +49(0)7221/300989-9www.heizkosten-einsparen.deDipl.-Ing. Helgard Sgodzai,Arbeitskreises „Brandschutz“ des Fachverbandes WDVS

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:17 Seite 42

Page 59: Bauphysik 01/2012 free sample copy

43

Technische Regelsetzung / Veranstaltungen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

DIN 4108-2 Mindestanforderungen anden Wärmeschutz

DIN 4108-2:2011-10 (Entwurf) Wärme-schutz und Energieeinsparung in Ge-bäuden – Teil 2: Mindestanforderun-gen an den WärmeschutzDieser Norm-Entwurf legt die Mindest-anforderungen an die Wärmedämmungvon Bauteilen und im Bereich von Wär-mebrücken in der Gebäudehülle vonHochbauten fest. Die Anforderungengelten für alle Räume, die ihrer Bestim-mung nach auf übliche Innentemperatu-ren (19 °C) beheizt werden, alle Räume,die ihrer Bestimmung nach auf niedrigeInnentemperaturen (12 °C und kleiner19 °C) beheizt werden sowie für solcheRäume, die über Raumverbund durchdie vorgenannten Räume beheizt wer-den.

Die Anforderungen an den sommer-lichen Wärmeschutz gelten nicht fürRäume und Gebäude mit niedrigen In-nentemperaturen (12 °C und kleiner19 °C), sollten aber sinn-gemäß auf dieseangewendet werden. Ferner gibt dieserNorm-Entwurf wärmeschutztechnischeHinweise für die Planung und Ausfüh-rung von Aufenthaltsräumen in Hoch-bauten.

Gegenüber DIN 4108-2:2003-07 wur-den folgende Änderungen vorgenommen:– Anwendungsbereich klarer formuliert;– neue Definitionen zu „direkt“, „indi-

rekt“, „über Raumverbund beheiztemoder unbeheiztem Raum“ aufgenom-men;

– Tabelle 3 „Mindestwerte für Wärme-durchlasswiderstände von Bauteilen“überarbeitet;

– Mindestanforderungen an Bauteilemit Flächenheizungen und Flächen-kühlungen aufgenommen;

– Unbedenklichkeitskriterium hinsicht-lich Schimmelbildung für Ecken auf-genommen;

– Mindestanforderungen an den som-merlichen Wärmeschutz an neue Wet-terdaten angepasst und Aufnahme einer neuen Klimakarte;

– Nachweisverfahren für den Wärme-schutz im Sommer überarbeitet sowieAufnahme der Nachtlüftung und Küh-lung;

– Anforderungen an die Luftdichtheitvon Außenbauteilen überarbeitet;

– Anhang A gelöscht.

Leticia Anda González, NABau

DIN EN ISO 13788 Wärme- und feuchte-technisches Verhalten von Bauteilen

DIN EN ISO 13788:2011-06 (Entwurf)Wärme- und feuchtetechnisches Ver-halten von Bauteilen und Bauelemen-ten – Raumseitige Oberflächentempe-

ratur zur Vermeidung kritischer Ober-flächenfeuchte und Tauwasserbildungim Bauteilinneren – Berechnungsver-fahrenDer Feuchtetransport ist ein äußerstkomplexer Vorgang, und die Kenntnisder Feuchtetransportmechanismen, derMaterialeigenschaften sowie der Aus-gangs- und Randbedingungen ist häufigbegrenzt. Daher legt dieser Norm-Ent-wurf vereinfachte Berechnungsverfah-ren fest, denen die Annahme zugrundeliegt, dass der Feuchtetransport nurdurch Dampfdiffusion erfolgt, und beidenen monatliche Klimadaten zum Ein-satz kommen.

Die Normung dieser Berechnungs -verfahren schließt die Anwendung vonweiterentwickelten Verfahren nicht aus.Die Berechnungen führen gewöhnlichzu Konstruktionen, die sehr sicher sind,und sofern eine Konstruktion einemnach diesem Verfahren festgelegten Be-messungskriterium nicht entspricht,können genauere Verfahren angewendetwerden um nachzuweisen, dass die Kon-struktion die Anforderungen erfüllt.

Der vorliegende Norm-Entwurf be-handelt Folgendes:– die kritische Oberflächenfeuchte, bei

der Probleme wie Schimmelbefall aufden raumseitigen Oberflächen vonGebäuden zu erwarten sind; und

– Tauwasserbildung im Inneren einesBauteils • in Heizperioden, wenn die Innen-

temperatur üblicherweise höher istals die Außentemperatur;

• in Kühlperioden, wenn die Innen-temperatur üblicherweise niedrigerist als die Außentemperatur;

• in Kühllagern, in denen die Innen-temperatur immer geringer ist alsdie Außentemperatur;

– einen Schätzwert für die Zeit, die einzwischen Schichten mit hohem Was-serdampf-Diffusionsdurchlasswider-stand liegendes und aus einer beliebi-gen Quelle befeuchtetes Bauteil zumTrocknen benötigt, sowie das Risikoder Tauwasserbildung an andererStelle im Inneren des Bauteils wäh-rend des Trocknungsvorgangs.

Der Norm-Entwurf gilt nicht für weitereFeuchteaspekte, z. B. Grundwasser undEindringen von Niederschlag.

In einigen Fällen stellt die Luftströ-mung aus dem Gebäudeinneren in dasBauwerk den Hauptmechanismus fürden Feuchtetransport dar, wodurch sichdas Risiko für Probleme der Tauwasser-bildung signifikant erhöhen kann. Dervorliegende Norm-Entwurf behandeltdiesen Aspekt nicht; sofern er als wich-tig angesehen wird, sollten weiterentwi-ckelte Beurteilungsverfahren in Betrachtgezogen werden.

Die Beschränkungen der durch die-sen Norm-Entwurf abgedeckten physi-kalischen Prozesse bedeuten, dass dieNorm für einige Bauwerke eine robus-tere Analyse ermöglicht als für andere.Die Ergebnisse sind zuverlässiger fürleichte luftdichte Bauwerke, die keineBaustoffe enthalten, welche große Was-sermengen speichern. Sie sind wenigerzuverlässig für Bauwerke, die ein hohesWärme- und Feuchtespeichervermögenaufweisen und signifikanter Luftleckageunterliegen.

Leticia de Anda González, NABau

Veranstaltungen

Schallschutz bei der Altbausanierung06. März 2012, RatingenSchallschutz im Hochbau nachDIN 410913./14. März 2012, DortmundZwei- und dreidimensionale Wärme-brücken berechnen und bewerten15. März 2012, DüsseldorfSchall- und Wärmeschutz beim Bauenim Bestand19. März 2012, DuisburgBaulicher Brandschutz – Grundlagen-seminar (4-tägig)16./17. März 2012, WuppertalDas Brandschutzkonzept29. März 2012, DüsseldorfBrandschutz-Tagung 201219. Juni 2012, Düsseldorf

Informationen/AnmeldungIngenieurkammer-Bau Nordrhein- WestfalenCarlsplatz 21, 40213 DüsseldorfTel. +49 (0)211/130670Fax +49 (0)211/[email protected]

Forum Building Science 2012 – Nachhaltige Immobilien entwickeln,planen, steuern und nutzen07. März 2012, Krems/Austria

Informationen/AnmeldungDonau-Universität Krems,Department für Bauen und UmweltDr.-Karl-Dorrek-Straße 30A-3500 KremsTel. +43(0)2732/8932659Fax +43(0)2732/[email protected]/dbu

Tri – Internationales Symposium fürenergieeffiziente ArchitekturEnergieeffizientes Bauen mit Holz –Details, Erfahrungen, Trends 29. bis 31. März 2012, Bregenz/Austria

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 09:17 Seite 43

Page 60: Bauphysik 01/2012 free sample copy

44

Veranstaltungen

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Informationen/AnmeldungTri-Gnbr.Belruptstraße 17, A-6900 BregenzTel. +43 (0)5574/[email protected]

Wärmedämmverbundsysteme und Innendämmungen19.–20. März 2012, OstfildernBrandschutznormung und Ingenieur-methoden im Brandschutz19.–20. März 2012, Ostfildern

Informationen/AnmeldungTechnische Akademie Esslingen e.V.An der Akademie 5, 73760 OstfildernTel. +49 (0)711/340080Fax +49 (0)711/[email protected], www.tae.de

DAGA 2012: 38. Jahrestagung fürAkustik19. bis 22. März 2012, Darmstadt

Informationen/AnmeldungTU DarmstadtFachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzMMagdalenenstraße 4, 64289 Darmstadtwww.daga-tagung.de/2012/

Bauphysikseminar: Wärmebrücken -berechnung21.–22. März 2012, Biberach

Informationen/Anmeldung:Bauakademie BiberachPostfach 1260, 88382 Biberach/RissFax +49 (0)7351/[email protected]

Beläge, Abdichtungen und Korrosions-schutz von Brückenbauwerken undParkhäusern18.–19. April 2012, BochumFugenabdichtung im Ingenieurbau26. April 2012, BochumAbdichtung von wasserundurchlässigenBauwerken aus Beton im Ingenieur-,Wasser- und Tiefbau: Fugenabdichtungfachgerecht geplant und ausgeführt –Instandsetzung von Rissen und Fugenbei wasserundurchlässigen Bauwerkenaus Beton18.–19. September 2012, Nürnberg4. Symposium: Beschichten von Beton24.–25. Oktober 2012, Bochum8. Symposium: Verstärken von Brücken- und Hochbauten14.–15. November 2012, Bochum

Informationen/AnmeldungTechnische Akademie Wuppertal e.V. TagungsbüroHubertusallee 18, 42117 Wuppertal Tel. +49 (0)202/7495318Fax +49 (0)202/7495324

WUFI®-Basis-Seminar21./22. März 2012, Holzkirchen23./24. Oktober 2012, HolzkirchenWUFI®-Update-Seminar23./24. Mai 2012, HolzkirchenWUFI®-2D-Seminar25./26. Oktober 2012, HolzkirchenWUFI®-Plus-Seminar18./19. April 2012,Holzkirchen07./08. November 2012, Freiburg (eng.)

Informationen/Anmeldung:Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBPInstitutsteil HolzkirchenMirjam BakkerFax +49 (0)8024/[email protected]

38. Aachener Bausachverständigentage2012: Gebäude und Gelände – Problemfeld Gebäudesockel und Außenanlagen23./24. April 2012, Aachen

Informationen/AnmeldungAIBauTheresienstraße 19, 52072 AachenFax +49(0)241/[email protected]

Raumlufttechnik im Gesundheits-wesen – DIN 1946-424. April 2012, HamburgLüftung von Nichtwohngebäuden –praktische Anwendung der neuenDIN EN 13779 und DIN EN 1525108. Mai 2012, Hamburg

Informationen/Anmeldung:DIN-Akademiec/o Beuth VerlagBurggrafenstraße 6, 10787 BerlinTel. +49 (0)30/[email protected]/din-akademie

16. Internationale Passivhaustagung201204. und 05. Mai 2012, Hannover

Informationen/Anmeldung:Passivhaus InstitutRheinstraße 44/46, 64283 DarmstadtFax +49 (0)6151/[email protected]

Berliner Energietage 2012Energieeffizienz in Deutschland23.–25. Mai 2012, Berlin

Informationen/Anmeldung:ARGE Berliner ImpulsEc/o Energie- und Umwelt- Managementberatung PöschkOranienplatz 4, 10999 BerlinJürgen PöschkTel. +49 (0)30/201430821

Fax +49 (0)30/[email protected]

Messen / Kongresse

GeoTHERM – expo & congress01.–02. März 2012, Offenburg

Informationen/Anmeldungwww.geotherm-offenburg.de

Fassadenkongresses im Architekten-forum „The Art of Planning“ auf derR+T 201201. März 2012, Stuttgart

Informationen/AnmeldungLandesmesse Stuttgart GmbH Messepiazza 1, 70629 Stuttgart Tel. +49 (0)711/185602922 Fax +49 (0)711/[email protected] www.art-of-planning.de

3. Internationaler Holz[Bau]Physik-Kongress: Wärme Brand Schall08. und 09. März 2012, Leipzig

Informationen/AnmeldungBüro für BauphysikDrei-Rosen-Straße 32, 52066 AachenTel. +49 (0)241/59485Fax +49 (0)241/[email protected]

9. GRE-Kongress: Die Energiewendeentscheidet sich im Gebäudebereich15. und 16. März 2012, Kassel

Informationen/AnmeldungGesellschaft für Rationelle Energie-verwendung – GRE e.V.Gottschalkstraße 28a, 34127 KasselTel. +49(0)1805/[email protected]

EcoBau LiveDie neue Fachmesse für nachhaltigesBauen in Deutschland Design, Kon-struktion, Modernisierung und erneuer-bare Energien in „grünen“ Gebäuden27.–29. März 2012, Köln

Informationen/Anmeldung:EXPO XXIKristina WillenborgTel. +49 (0)30/[email protected]

Consense 201219.–20. Juni 2012, Stuttgart

Informationen/Anmeldung:Neue Messe StuttgartFlughafenrandstraße, 70629 Stuttgartwww.messe-stuttgart.de/consense/

11_38-44_Bericht (142)+Rubriken_000-000_Bauphysik (2sp).qxd 31.01.12 12:54 Seite 44

Page 61: Bauphysik 01/2012 free sample copy

aufFachpersonal Niveauho

hemKarriere im Bauingenieurwesen

Stellenangebote & Weiterbildungweitere Angebote: www.ernst-und-sohn.de/stellenmarkt

Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet BauingenieurwesenKontakt: [email protected] oder Tel. +49 (0)30/47031-238

Stellenangebote

aufFachpersonal Niveauho

hemKarriere im Bauingenieurwesen

Stellenangebote & Weiterbildungweitere Angebote: www.ernst-und-sohn.de/stellenmarkt

������������� �� ������� � �������������������

���������� � ������ � �� ���������� � ����������������� ������ �� ��������������� �� ��� ��! ��" � ������������ �#��!�� ��������$�%����� � ��&�� �� ��� ����� ����� ����� !���� �� ������'���' ���!���� �������� ��(�� �� �� ��������������' ������ ���� !����� ������ �� ����� ��!�� ��)���� ������������)����� �� �$

���������� �������������������� �� ����� �� ���� ��������� � ���������������!��� ��� �� ������� �����!� �������� ���� *��������� �+ �� �� ����! ��, � ����#��!�� $��� ��� �� ��!� �������������� � ���'���, � ������� ����!� -� ���'������!�� � ������'������ ��! ��, � �� ��������'���' ��#��!�� $�&�� ������ ������� ��!� �#��!�� ������������" � ���������.�/����������� �!� �(�� ��� �����! ��+ ���� � ��� ��� ������� �*��������� ����! �/������ �$�&��% �� � ��� �� ���� ��������� ������ ��� ����� �� ��!� -� �� ���! ��!���$�

�������������������������� �� ������������� �)��� ���� � ������ ������ � ����!����������� ������"���0������ '������*�1������ ������23*�(���*�� ����� �����*�4�������� �� �����*�#�0�����! �� �� �' �� ������ �����!��$��� ��)�� ��' ��� �� ��� �� ����� ��!���������� �� ������� ����" � ������������ �� ���!���� ���������� �����! ��1 ��� �����$�,��!�� ��! ������������!�&�� ��' �����$��� ����!� ��� �����*�� ��/��!��� ��� ��� �������� �� ���!����!����� �����(����������! �� ������ �������� $�&! � �� �� ���� ���� �� � ����#��5 �� ������ ������� � ����� �$

��������������� ���������������������������������������������������� ����������������������������������������� ���!�������������� �"����#���������$�����%&%��������������� ������'�������������������� ������ ��� ��������()***�������������

������������ ���!��� ���� � ��� ��6�7����� �! ���� �������� �&�� �'���.�!�� ��" � ������� ��� �����$�����$&����"��� �*�889:�;;�<<:�==�>>����$���� �?� � ���$���

, � ����&�� ����������,������ ������� �@@A3/>=9;�B���

���$� � ���$���

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 1

Page 62: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet BauingenieurwesenKontakt: [email protected] oder Tel. +49 (0)30/47031-238

Für unser Kieler Büro suchen wir eine/n engagierte/n

Dipl.-Ingenieur/Bachelor (m/w) Technischer Umweltschutz, Physikalische Technik o.ä.Wir bieten einen zukunftsorientierten Arbeitsplatz mit vielseitigen Aufgaben in einem angenehmen Arbeitsumfeldals unbefristete Vollzeitstelle. Über Teilzeitarbeit besteht Gesprächsbereitschaft bei zeitlicher Flexibilität.

Das Arbeitsfeld umfasst die Erstellung technischer Gutachten in den Bereichen des Schall-Immissionsschutzesund der Bau- und Raumakustik. Unterstützt durch die Anwendung spezieller Programme zur Schallausbreitung imFreien und in Räumen und den Einsatz ausgewählter Messtechnik.

Ihr Profil. Die Aufgabe verlangt physikalische Kenntnisse der Akustik und immissionsschutzrechtliche Grundla-gen. Für Architektengespräche bringen Sie räumliches Vorstellungsvermögen mit.Sie verfassen verständliche Berichte. Idealerweise haben Sie bereits während des Studiums oder in der berufli-chen Praxis vertiefte Kenntnisse und Erfahrungen in der technischen Akustik gesammelt. Sie bringen Kommunika-tionsstärke, Teamfähigkeit und Verantwortungsbewusstsein mit, sowie Spaß an strukturiertem Arbeiten. Sie verfü-gen über einen Pkw-Führerschein (Klasse 3 bzw. B).Es erwartet Sie ein nettes Team in einer schönen Stadt an der Ostsee. Wir freuen uns auf Sie.Bei Interesse senden Sie bitte Ihre Bewerbungsunterlagen sowie eine Angabe zu Ihren Gehaltsvorstellungen an:ALK Akustik-Labor Kiel GmbH, z.Hd. Frau Grief-Rasch, Wilhelmstr. 2, 23558 Lübeck, per Email: [email protected], Tel.: Fr. Grief-Rasch 0170 / 800 31 72, weitere Infos: www.alk-akustik-labor.de

• ImmissionsschutzMessstelle nach §§ 26; 28 BImSchG

• BauakustikZertifizierte SchallschutzprüfstelleVerband der Materialprüfungsanstalten e.V: (VMPA)

• Raumakustikgehörte Qualität in zahlreichen Projekten

Akustik-Labor KielGmbH

Walkerdamm 1724103 Kiel

Tel 0431 / 9710859Fax 0431 / 9710873

e-mail [email protected]

Dipl.-Ingenieur/Bachelor (m/w) Technischer Umweltschutz, Physikalische Technik o.ä. einen zukunftsorientierten Arbeitsplatz mit vielseitigen Aufgaben in einem angenehmen Arbeitsumfeld

Die KEMPEN KRAUSE INGENIEURE sind eine international tätige Unternehmensgruppe planender und beratender Bauingenieure. Mehr als 150 Mitarbeiter der verschiedensten Fachdisziplinen pla-nen anspruchsvolle Projekte auf allen Kontinenten. Dabei legen wir immer auch Wert auf innovative Tragwerksstrukturen, energieeffiziente Bauteil- und Fassadengestaltung sowie ressourcenschonen-des, nachhaltiges Bauen.

Zur Weiterentwicklung unseres Standortes Aachen suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt den

Leiter Fachbereich Bauphysik (m/w)Ihr Profil:Sie sind Bauingenieur mit einem sehr guten Diplom- oder Master-Abschluss für die Be-reiche Thermische Bauphysik und/oder Bau-/Raumakustik/Lärmschutz und verfügen be-reits über mehrjährige Projektleitungserfahrung bei anspruchsvollen Projekten. Ihre Führungserfahrung, die relevanten Anwenderkenntnisse bauphysikalischer Software, insbe-sondere im Bereich der Gebäudesimulation, und ihre ausgeprägte Kundenorientierung prä-destinieren Sie zur Leitung und zum Ausbau eines Teams von zur Zeit fünf Mitarbeitern.

Ihre Aufgabe:Der Leiter Fachbereich Bauphysik berichtet direkt an die Geschäftsleitung und zeichnet mitverant-wortlich für die Akquisition neuer Projekte. Er koordiniert die Planung und berät bei der Umsetzung aller energetischen und akustischen Problemlösungen. Mit seinem Team erstellt er innovative bauphy-sikalische Konzepte und führt die geforderten Nachweise. Er leitet die nach § 26 BImSchG bekannt gegebene Messstelle für Geräusche.

Unser Angebot:Wir bieten eine verantwortungsvolle Führungsposition bei anspruchsvollen Projekten in einem etab-lierten Büro mit hoher Sachkompetenz, das über eine moderne Büro-Infrastruktur verfügt. Wir legen großen Wert auf regelmäßige interne und externe Fortbildungen, zu denen wir uns gegenseitig ver-pflichten. Es erwarten Sie eine hohe Unternehmenskultur mit überdurchschnittlichen Sozialleistungen und ein gutes Betriebsklima. Zudem planen und fördern wir aktiv Ihre persönliche und berufliche Entwicklung.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann freuen wir uns auf Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunter-lagen per Post oder Email an:

KEMPEN KRAUSE INGENIEURGESELLSCHAFTGeschäftsleitungRitterstraße 20 • 52072 [email protected]

Ernst & Sohn Stellenmarkt · Februar 2012

An der Hochschule für Technik (HFT) Stuttgart ist in der Fakultät Bauingenieurwesen, Bauphysik und Wirtschaft zum Wintersemester2012/13 im Studienbereich Bauingenieurwesen eine

Professur für Stahl- und Verbundbau(Bes.Gr. W2) Kennziffer: 404

neu zu besetzen.

Gesucht wird eine Bauingenieurin oder ein Bauingenieur mit über-durchschnittlichen Kenntnissen und baupraktischen Erfahrungen aufden Gebieten Stahlbau und Verbundbau. Vorausgesetzt werden dazuauch Erfahrungen im Schweißen von Metallbaustoffen.

Die zu berufende Person soll in der Fakultät im Bachelor-StudiengangBauingenieurwesen als Schwerpunkt das Fachgebiet Stahlbau/Ver-bundbau in der Lehre und praxisnaher Forschung vertreten. Darüberhinaus werden die Mitarbeit im Bachelor-Studiengang Wirtschafts-ingenieurwesen, in den Master-Studiengängen Konstruktiver Inge-nieurbau und Grundbau/Tunnelbau sowie die Mitwirkung in anderenGrundlagenfächern des Studienbereiches erwartet. Vorausgesetztwerden neben vertieften Kenntnissen über Stahl- und Verbundbauauch Erfahrungen im Holzbau. Mit der Professur ist die Leitung desSchweißlabors verbunden.

Informationen zu den Einstellungsvoraussetzungen sowie den dienstlichen Aufgaben der Professorinnen und Professoren finden Sie unter www.hft-stuttgart.de/Aktuell/Stellenangebote/Einstellungsvoraussetzungen.

Weitere inhaltliche Auskünfte zur Stellenbeschreibung erhalten Sie vom Studiendekan für den Master Konstruktiver Ingenieurbau([email protected]; Telefon Sekretariat +49 (0)711 89262575).

Die Bewerbungsfrist endet am 10.03.2012.

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 2

Page 63: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Ernst & Sohn Stellenmarkt · Februar 2012

Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet BauingenieurwesenKontakt: [email protected] oder Tel. +49 (0)30/47031-238

Ja, Sie können zu Projekten auf allen fünf Kontinenten beitra-gen und somit weltweit agieren. Mit der Entwicklung zukunfts-fähiger Transportlösungen sowie sauberer Energieerzeugung stellen wir uns den wichtigsten Herausforderungen unseres Planeten.

Als globaler Entwickler von Energie- und Transportinfrastruk-turen bietet Ihnen Alstom die Gelegenheit, die Gegenwart zu gestalten und dabei die Zukunft, Ihre Zukunft, nicht aus den Augen zu verlieren.

Die ALSTOM Boiler Deutschland GmbH mit Sitz in Stuttgart hat sich auf die Bereiche Dampferzeuger-/Feuerungstechnologie sowie Umweltschutz spezialisiert. Aufgrund des derzeitigen Booms im Kraftwerksmarkt suchen wir Sie.

Gruppenleiter Stahlbau Statik (m/w)Stellenangebotsnummer STU000A1

Ihre Aufgaben:Führung und Organisation der Gruppe Stahlbau Statik am Standort -StuttgartVerantwortung für Personal, Qualität, Termine und Kosten in -Linienmanagementfunktion Vollständige und termingerechte Sicherstellung der Engineering- -Leistung für das Projektmanagement Ergebnisorientierte sowie fachlich innovative Führung und Weiter- -bildung der Gruppenmitglieder sowie der internen ProzesseSicherstellung der kontinuierlichen Verbesserung sowie der -wirtschaftlichen Abwicklung der ProjektaufgabenProjektübergreifende Leitung und Koordination der Schnittstellen -der Stahlbaustatik sowie Tragwerksplanung und Anwendung von nationalen und internationalen NormenStandardisierung und Weiterentwicklung der statischen Berech- -nungskonzepte sowie Aufbau und Führung von internen Experten-teams im Bereich Standardisierung, Erdbeben und Windgutachten

Ihr Profi l:Abgeschlossenes Studium des Bauingenieurwesens mit -Vertiefungsrichtung StahlbauMehrjährige Erfahrungen und Fachkenntnisse in Stahlbau-Statik -und TragwerksplanungFührungskompetenz und Erfahrung in Teamführung -Systematische, eigenverantwortliche Arbeitsweise -Ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten, sehr gute -EnglischkenntnisseKenntnisse der Tools R-Stab, Tekla und PDMS erwünscht -

Gruppenleiter Stahlbau Konstruktion (m/w)Stellenangebotsnummer STU0005U

Ihre Aufgaben:Führung und Organisation der Gruppe Stahlbau Konstruktion am -Standort StuttgartVerantwortung für Personal, Qualität, Termine und Kosten in -Linienmanagementfunktion Vollständige und termingerechte Sicherstellung der Engineering- -Leistung für das Projektmanagement Ergebnisorientierte sowie fachlich innovative Führung und Weiter- -bildung der Gruppenmitglieder sowie der internen ProzesseSicherstellung der kontinuierlichen Verbesserung sowie der wirt- -schaftlichen Abwicklung der ProjektaufgabenProjektübergreifende Führung, Überwachung und Qualitätssicher- -stellung des 3D PDMS-Modellaufbaus sowie der Abwicklung der CE/BE- und DE-Phase der StahlbaukonstruktionStandardisierung der Arbeitsabläufe innerhalb der Stahlbaukonst- -ruktion sowie Koordination der Arrangement-Review- und Arrangement-Freeze-Prozesse

Ihr Profi l:Abgeschlossenes Studium des Bauingenieurwesens mit -Vertiefungsrichtung StahlbauMehrjährige Erfahrungen und Fachkenntnisse in Stahlbau- -KonstruktionFührungskompetenz und Erfahrung in Teamführung -Systematische, eigenverantwortliche Arbeitsweise -Ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten, sehr gute -EnglischkenntnisseKenntnisse der Tools R-Stab, Tekla und PDMS erwünscht -

Alstom ist weltweit ein Marktführer in den Bereichen Energieerzeugung und Schienenverkehr. Wir setzen Maßstäbe bei der Entwicklung innova-tiver und umweltfreundlicher Technologien: Mit dem schnellsten Höchstgeschwindigkeitszug und der kapazitätsstärksten automatisierten U-Bahn der Welt. Mit Lösungen, Ausrüstung und Dienstleistungen für schlüsselfertige, voll integrierte Kraftwerke für vielfältige Energiequellen, z. B. Was-serkraft, Atomkraft, Gas, Kohle und Wind. Und mit umfassenden Lösungen für die Stromübertragung mit Schwerpunkt auf intelligente Stromnetze („Smart Grids“). Die Alstom-Gruppe beschäftigt 93.500 Personen in über 100 Ländern; der Umsatz belief sich 2010/11 auf rund 21 Mrd. EURO.

Wir bieten Ihnen einen abwechslungsreichen Arbeitsplatz in einem spannenden Umfeld mit den attraktiven Rahmenbedingungen und Entwick-lungsperspektiven eines internationalen Großunternehmens. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung inklusive Eintrittstermin und Gehaltsvorstellung.Bitte bewerben Sie sich online auf unserer Website www.careers.alstom.com unter der jeweiligen Stellenangebotsnummer oder per E-Mail unter [email protected]. Weitere aktuelle Jobs fi nden Sie unter: www.careers.alstom.com

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 3

Page 64: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Ernst & Sohn Stellenmarkt · Februar 2012

Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet BauingenieurwesenKontakt: [email protected] oder Tel. +49 (0)30/47031-238

Wir sind eine überregional tätige Ingenieurgesellschaft fürBauphysik mit Schwerpunkten im Bereich Schallschutz,Schallimmissionsschutz, Raumakustik und ThermischeBauphysik. Zur Verstärkung unseres Teams am Büro-standort Düsseldorf suchen wir baldmöglichst

einen/eineBauphysiker/in

Sie besitzen ein abgeschlossenes Studium der Fachrich-tung Bauphysik, Bauingenieurwesen, technische Akustikoder angrenzender Ingenieurwissenschaften. Idealerweiseverfügen Sie über ausreichende Berufspraxis im Bereichder baupyhsikalischen Objektberatung und haben Spaßam strukturierten und selbstständigen Lösen komplexerAufgabenstellungen in einem engagierten Team.

In diesem Falle freuen wir uns auf Ihre aussagekräftigenBewerbungsunterlagen per Post oder E-Mail.

Ingenieurgesellschaft bsp.Beratende Ingenieure für BauphysikKapellstraße 14 – 40479 DüsseldorfE-Mail: [email protected]: www.bsp-duesseldorf.de

Der Oberbürgermeister

Die Gebäudewirtschaft der Stadt Köln ist ein städtisches Unternehmen, das auf dem Gebiet des professionellen Facility-Managements städtischer Immobilien eine Vorrei-terfunktion unter den deutschen Städten einnimmt. Wir unterstützen die berufliche Entwicklung unserer Mitar-beiterinnen und Mitarbeiter und honorieren persönliches Engagement für den gemeinsamen Erfolg. Vor diesem Hintergrund suchen wir ab sofort zur Verstärkung unseres Teams im Bereich der Qualitätssicherung Architektur/Trag-werksplanung - Bauphysik

eine Bauingenieurin / einen Bauingenieur der Vertiefungsrichtung konstruktiver Ingenieurbau für den Bereich der Bauphysik mit umfassenden bau-physikalischen Kenntnissen sowie

zwei Bauingenieurinnen / zwei Bauingenieure der Vertiefungsrichtung konstruktiver Ingenieurbau als Tragwerksplanerin / Tragwerksplaner

Nähere Einzelheiten entnehmen Sie bitte der Stellenaus-schreibung auf der Internetseite der Stadt Köln unter www.stadt-koeln.de.

Für Rückfragen steht Ihnen Herr Dr. Schaefer unter der Telefon- Nr. 0221/ 221 -22495 zur Verfügung.

Die Hochschule Ruhr West (HRW) ist eine junge, staatliche Hochschulemit hohen Qualitätsstandards. Sie hat ihre Standorte in den attraktiven Ruhrgebietsstädten Mülheim an der Ruhr und Bottrop. Der fachlicheSchwerpunkt liegt auf den MINT-Fächern – Mathematik, Informatik, Na-turwissenschaften und Technik. Die HRW, die im September 2009 ihrenLehrbetrieb aufgenommen hat, setzt auf Chancengleichheit und Familien-freundlichkeit.

Am neu gegründeten Institut für Bauingenieurwesen der HRW sind zumnächstmöglichen Zeitpunkt folgende W2-Professuren zu besetzen:

Bauphysik und Baukonstruktion(Kennziffer 03-2012)

Baustoffkunde und Bauchemie(Kennziffer 04-2012)

Die HRW befindet sich in der Aufbauphase und bietet Ihnen die Gelegen-heit, diese aktiv mitzugestalten. Wir wünschen uns Persönlichkeiten, dieFreude daran haben, sich neben den üblichen Aufgaben in Lehre, Forschungund Weiterbildung auch in den Selbstverwaltungsgremien zu engagierenund die Chance ergreifen, mit eigenen Ideen die Hochschule zu bereichernund das Studienprogramm inhaltlich weiter zu entwickeln. Wenn Sie Inte-resse daran haben, Ihre planerischen, organisatorischen und kommunikati-ven Fähigkeiten hierzu einzusetzen, sind Sie bei uns richtig.

Die Hochschule Ruhr West arbeitet eng mit der regionalen und überregio-nalen Wirtschaft zusammen. Dies bietet Ihnen die Möglichkeit zur Zu sam-menarbeit mit den Firmen auf dem Gebiet der Lehre wie auch inanwendungsbezogenen Forschungs- und Entwicklungsprojekten. Eine hoheForschungs- und Entwicklungsaffinität und die regelmäßige Einwerbungvon Drittmitteln werden ausdrücklich unterstützt. Die Einstellungsvoraussetzungen für Professorinnen und Professoren rich-ten sich nach § 36 HG NRW. Bewerberinnen und Bewerber müssen einemindestens 36 Monate dauernde berufspraktische Tätigkeit auf einem Ge-biet, das der ausgeschriebenen Stelle entspricht, außerhalb des Hochschul-bereichs nachweisen.

Nähere Informationen zu den ausgeschrieben Stellen finden Sie unter: www.hochschule-ruhr-west.de/service/stellenauschreibungen.html

Bitte senden Sie uns als Bewerbungsunterlagen ausschließlich Fotokopienund verzichten Sie auf aufwändige Bewerbungsmappen, da diese nicht zu-rückgeschickt werden können. Bewerbungen auf elektronischem Weg wer-den nicht berücksichtigt. Bitte legen Sie den Unterlagen alle relevantenZeugnisse und – soweit vorhanden – Evaluationsergebnisse bei.

Wenn Sie der Prozess der Neugründung einer Hochschule reizt und Sie unsbei dieser spannenden Aufgabe unterstützen möchten, richten Sie Ihre Be-werbung mit den üblichen Unterlagen sowie dem Verzeichnis der wissen-schaftlichen Arbeiten, Veröffentlichungen, Patente und vollständigemSchriftenverzeichnis bitte bis zum 29. 02. 2012 unter Angabe der o. g. Kenn-ziffer an den:

Präsidenten der Hochschule Ruhr West

Mellinghofer Straße 55, Gebäude 35, 45473 Mülheim an der Ruhr

Zusätzlich wird darum gebeten, einen Bewerbungsbogen sowie ein Motiva -tionsschreiben (Formblätter unter: http://www.hochschule-ruhr-west.de/service/stellenauschreibungen.html) auszufüllen und den Bewerbungs un-terlagen beizufügen.

Die Berufungsgespräche sind wie folgt terminiert:

Kennziffer 03-2012 – 28. 03. 12Kennziffer 04-2012 – 16. 04. 12

WWW.HOCHSCHULE-RUHR-WEST.DE

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 4

Page 65: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Ernst & Sohn Stellenmarkt · Februar 2012

Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet BauingenieurwesenKontakt: [email protected] oder Tel. +49 (0)30/47031-238

Ja, Sie können zu Projekten auf allen fünf Kontinenten beitra-gen und somit weltweit agieren. Mit der Entwicklung zukunfts-fähiger Transportlösungen sowie sauberer Energieerzeugung stellen wir uns den wichtigsten Herausforderungen unseres Planeten.

Als globaler Entwickler von Energie- und Transportinfrastruk-turen bietet Ihnen Alstom die Gelegenheit, die Gegenwart zu gestalten und dabei die Zukunft, Ihre Zukunft, nicht aus den Augen zu verlieren.

Die ALSTOM Boiler Deutschland GmbH mit Sitz in Stuttgart hat sich auf die Bereiche Dampferzeuger-/Feuerungstechnologie sowie Umweltschutz spezialisiert. Aufgrund des derzeitigen Booms im Kraftwerksmarkt suchen wir Sie.

Gruppenleiter Stahlbau Projekte (m/w)Stellenangebotsnummer STU00062

Ihre Aufgaben:Führung und Organisation der Gruppe Stahlbau Projekte am -Standort StuttgartVerantwortung für Personal, Qualität, Termine und Kosten in -Linienmanagementfunktion Vollständige und termingerechte Sicherstellung der Engineering- -Leistung für das Projektmanagement Ergebnisorientierte sowie fachlich innovative Führung und Weiter- -bildung der Gruppenmitglieder sowie der internen ProzesseSicherstellung der kontinuierlichen Verbesserung sowie der -wirtschaftlichen Abwicklung der ProjektaufgabenProjektübergreifende Überwachung sowie Reporting von -Kapazitäts- und Terminplanung, Projektfortschritt, Budget, Cost to Complete, Claims sowie Änderungsmanagement an das LinienmanagementStandardisierung und Weiterentwicklung der -Projektmanagementtools

Ihr Profi l:Abgeschlossenes Studium des Bauingenieurwesens oder -MaschinenbauMehrjährige Fachkenntnisse im Anlagenbau -Führungskompetenz und Erfahrung in Teamführung -Systematische, eigenverantwortliche Arbeitsweise -Ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten, sehr gute -EnglischkenntnisseKenntnisse der Tools R-Stab, Tekla und PDMS erwünscht -

Gruppenleiter Bautechnik/Baustellen Engineering (m/w)Stellenangebotsnummer STU000BE

Ihre Aufgaben:Führung und Organisation der Gruppe Bautechnik am Standort -StuttgartVerantwortung für Personal, Qualität, Termine und Kosten in -LinienmanagementfunktionVollständige und termingerechte Sicherstellung der Engineering- -Leistung für das Projektmanagement Ergebnisorientierte sowie fachlich innovative Führung und Weiter- -bildung der Gruppenmitglieder sowie der internen ProzesseSicherstellung der kontinuierlichen Verbesserung sowie der wirt- -schaftlichen Abwicklung der ProjektaufgabenProjektübergreifende Führung, Überwachung und Qualitätssicher- -stellung der auszuführenden Bautechnik der Bereiche Fassade, Dach, Heizung-Lüftung, Brandschutz sowie Bühnenausführung in StahlbaubetonweiseStandardisierung der Spezifi kationen der Bautechnik -Führung und Organisation des Baustellen Engineerings -

Ihr Profi l:Abgeschlossenes Studium des Bauingenieurwesens oder -MaschinenbauMehrjährige Fachkenntnisse in Bautechnik, Anlagensicherheit und -BrandschutzFührungskompetenz und Erfahrung in Teamführung -Systematische, eigenverantwortliche Arbeitsweise -Ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten, sehr gute -EnglischkenntnisseKenntnisse der Tools R-Stab, Tekla und PDMS erwünscht -

Alstom ist weltweit ein Marktführer in den Bereichen Energieerzeugung und Schienenverkehr. Wir setzen Maßstäbe bei der Entwicklung innova-tiver und umweltfreundlicher Technologien: Mit dem schnellsten Höchstgeschwindigkeitszug und der kapazitätsstärksten automatisierten U-Bahn der Welt. Mit Lösungen, Ausrüstung und Dienstleistungen für schlüsselfertige, voll integrierte Kraftwerke für vielfältige Energiequellen, z. B. Was-serkraft, Atomkraft, Gas, Kohle und Wind. Und mit umfassenden Lösungen für die Stromübertragung mit Schwerpunkt auf intelligente Stromnetze („Smart Grids“). Die Alstom-Gruppe beschäftigt 93.500 Personen in über 100 Ländern; der Umsatz belief sich 2010/11 auf rund 21 Mrd. EURO.

Wir bieten Ihnen einen abwechslungsreichen Arbeitsplatz in einem spannenden Umfeld mit den attraktiven Rahmenbedingungen und Entwick-lungsperspektiven eines internationalen Großunternehmens. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung inklusive Eintrittstermin und Gehaltsvorstellung.Bitte bewerben Sie sich online auf unserer Website www.careers.alstom.com unter der jeweiligen Stellenangebotsnummer oder per E-Mail unter [email protected]. Weitere aktuelle Jobs fi nden Sie unter: www.careers.alstom.com

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 5

Page 66: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Ernst & Sohn Stellenmarkt · Februar 2012

Mit Ihrer Präsenz im Ernst & Sohn Stellenmarkt erreichen Sie qualifiziertes Personal im Fachgebiet BauingenieurwesenKontakt: [email protected] oder Tel. +49 (0)30/47031-238

T

www.tae.de

TAE Technische Akademie EsslingenIhr Partner für Weiterbildung

Nachtragsmanagement

28. und 29. Februar 2012 Referent: Dipl.-Ing. R. Etges 980,00 EUR Nr. 33962.00.002

Sanierung von Lagertanks

1. und 2. März 2012 Leitung: Dipl.-Ing. W. Spott 950,00 EUR Nr. 34136.00.001

Betonbauwerke in der Trinkwasserspeicherung

13. und 14. März 2012 Leitung: Prof. Dr.-Ing. M. Breitbach 820,00 EU Nr. 5000.00.002

Korrosionsschutz nach DIN EN ISO 12944

22. und 23. März 2012 Leitung: Prof. Dr.-Ing. R. P. Gieler 980,00 EUR Nr. 33748.00.004

Schutz vor Erschütterungs- u. Sekundärschallimmissionen bei Schienenbahnen

10. und 11. Mai 2012 Leitung: Dipl.-Ing. F. Krüger 980,00 EUR Nr. 32779.00.010

Ihr Ansprechpartner:Dr.�Ing. Rüdiger KeuperTelefon +49 711 34008-35; Telefax +49 711 34008-65 [email protected]

Weiterbildung

* D

er

-Pre

is g

ilt a

ussc

hlie

ßlic

h fü

r D

euts

chla

nd. I

nkl.

Mw

St. z

zgl.

Vers

andk

oste

n. Ir

rtum

und

Änd

erun

gen

vorb

ehal

ten.

014

9110

016_

dp

On

lin

e-B

est

ell

un

g:

ww

w.e

rnst

-un

d-s

oh

n.d

e

Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Kundenservice: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]

A W i l e y C o m p a n y

■ Baustoffe erfüllen ihren Zweck, wenn sie richtig aus gewählt, hergestellt und ver-arbeitet sind. Dieses Buch behandelt die wichtigsten Werkstoffe des KonstruktivenIngenieurbaus. Es führt zunächst grundlegend in das mechanische Werkstoffverhalten,die rheologischen Modelle, die Bruchmechanik und die Transportmechanismen poröser Stoffe ein. Systematisch werden dann die Baustoffe jeweils mit ihrer Zusammensetzungund ihrem mechanischem Verhalten als Funktion von Belastungsart und -geschwindigkeit,Temperatur und Feuchte beschrieben. Großer Wert wird dabei auf eine vergleichendeBetrachtung gelegt. Somit schlägt das Buch die Brücke zwischen Grundlagenwissen und Baupraxis, über welche konstruktive Ingenieure gehen können, denn sie sind verantwortlich für die

richtige und optimale Auswahl und Verarbeitung der Werkstoffe, manchmal auch für deren Herstellung (z.B. Beton). Eine gründliche Kenntnis des mechanischen, physikalischen und chemischen Verhaltens ist hierfür Voraussetzung.

H A N S - W O L F R E I N H A R D T

Ingenieurbaustoffe

2., überarbeitete Aufl age,2010. 3 4 Seiten,3 Abb., Gb.

9,–ISBN 978-3-433-02920-6

Ingenieurbaustoffe

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 6

Page 67: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Seminare und Symposien der Technischen Akademie Wuppertal e. V.5.-6.3.2012 Nachhaltiges Bauen und Gebäude-Zertifizierung Wuppertal

8.3.2012 Holzschutz in Bauteilen im Freien und unter Dach Altdorf b. Nürnberg

13.-14.3.2012 Einführung in das Energiemanagement für Immobilien Altdorf b. Nürnberg

22.-23.3.2012 Technisches Gebäudemanagement − Eine Einführung in die Praxis Berlin

22.-23.3.2012 Computerunterstützte Gebäudebetriebs- und Überwachungssysteme Wuppertal

18.4.2012 Vermeidbare Baumängel Teil III Wuppertal

19.4.2012 Vermeidbare Baumängel Teil IV Wuppertal

18.-19.4.2012 Beläge, Abdichtungen und Korrosionsschutz von Brückenbauwerken und Parkhäusern Bochum

19.-20.4.2012 Rohrvortrieb − Eine Leitfaden zur partnerschaftlichen Realisierung Berlin

19.-20.4.2012 Due Diligence Real Estate Altdorf b. Nürnberg

26.4.2012 Fugenabdichtung im Ingenieurbau Bochum

22.-23.5.2012 Behälter und Becken aus Spann- und Stahlbeton Bochum

12.-13.6.2012 Brückenausrüstung Bochum

18.-19.9.2012 Abdichtung von wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton im Ingenieur-, Wasser- und Tiefbau Nürnberg

SSymposium

Symposium

Symposium

Symposium

Symposium

TAW-Weiterbildungszentren finden Sie in:Wuppertal � Altdorf b. Nürnberg � Berlin � Bochum � Cottbus � Wildau b. Berlin

Technische Akademie Wuppertal � Hubertusallee 18 � 42117 Wuppertal

W E I T E R D U R C H B I L D U N G

Mehr über unsere Veranstaltungen finden Sie unter: www. taw.deSie können sich aber auch direkt an uns wenden. Wir freuen uns auf Ihren Anruf oder Ihre E-Mail.

Ihr Ansprechpartner für Seminare: Dr.-Ing. Manfred Jahn0 91 87 931 - 210 � [email protected]

Ihr Ansprechpartner für Symposien: Dipl. rer. soc. Bernhard Stark 0 202 74 95 - 319 � [email protected]

Fugenabdichtung im Ingenieurbau

Haben Sie noch Fragen? Dann freuen wir uns auf Ihren Anruf oder IhreE-Mail. Ihr Ansprechpartner für TAW-Symposien ist:

Dipl. rer. soc. Bernhard Stark 0 202 74 95 - 319 � [email protected]

Leitung und ModerationDipl.-Ing., Dipl.-Ing. (FH) Peter J. GusiaBundesanstalt für Straßenwesen (BASt) Bergisch Gladbach

Termin26. April 2012

OrtTAW - Tagungszentrum BochumInnovationspark Springorum

TAW Symposien + + + TAW Symposien + + + TAW Symposien + + + TAW Symposien + + + TAW Symposien

TAW-Weiterbildungszentren finden Sie in:Wuppertal � Altdorf b. Nürnberg � Berlin � Bochum � Cottbus � Wildau b. Berlin

Technische Akademie Wuppertal � Hubertusallee 18 � 42117 Wuppertal

W E I T E R D U R C H B I L D U N G

Mehr Information über diese Veranstaltung finden Sie auf unserer Hompagewww.taw.de unter Kongresse / Fachtagungen

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 7

Page 68: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Info

rma

tio

ne

n u

nte

r: w

ww

.ern

st-u

nd

-so

hn

.de

Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG

Kundenservice: Wiley-VCHBoschstraße 12D-69469 Weinheim

Tel. +49 (0)6201 606-400Fax +49 (0)6201 [email protected]

A W i l e y C o m p a n y

„Wie die Zeit vergeht.“

Bestellen onl ine unter www.ernst-und-sohn .de

Analog

Digital

* D

er €

-Pre

is g

ilt a

ussc

hlie

ßlic

h fü

r D

euts

chla

nd. I

nkl.

Mw

St. z

zgl.

Vers

andk

oste

n. Ir

rtum

und

Änd

erun

gen

vorb

ehal

ten.

017

0100

006_

dp

Stellenmarkt_BP 2-2012_Stellenmarkt 25.01.12 14:01 Seite 8

Page 69: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Bauphysik 34 (2012), Heft 1

Die Zeitschrift „Bauphysik“ veröffentlicht Beiträge aus den Berei-chen Wärme, Feuchte, Schall, Brand, Stadtklima sowie der Licht-und Solartechnik, der Heizungs-und Lüftungstechnik, der rationel-len Energieanwendung mit besonderem Bezug auf die bauphysikali-schen Grundlagen, auf innovative Lösungen bei Berechnung, Kon-struktion und Ausführung und damit im Zusammenhang stehendeFragestellungen.

Mit der Annahme eines Manuskripts erwirbt der Verlag Ernst &Sohn das ausschließliche Verlagsrecht. Grundsätzlich werden nurArbeiten zur Veröffentlichung angenommen, deren Inhalt weder imIn- noch im Ausland zuvor erschienen ist. Das Veröffentlichungs-recht für die zur Verfügung gestellten Bilder und Zeichnungen istvom Verfasser einzuholen. Der Verfasser verpflichtet sich, seinenAufsatz nicht ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages Ernst& Sohn nachdrucken zu lassen. Für das Verhältnis zwischen Verfas-ser und Redaktion oder Verlag und für die Abfassung von Aufsätzensind die „Hinweise für Autoren“ maßgebend. Diese können beim Verlag angefordert oder im Internet unterwww.ernst-und-sohn.de/zeitschriften abgerufen werden.

Die in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlichgeschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremdeSprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schrift-liche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form reproduziertwerden. Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder Gebrauchs -namen, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden, sind nicht als freiim Sinne der Markenschutz-und Warenzeichen-Gesetze zu betrach-ten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungen ge-kennzeichnet sind.

Manuskripte sind an die Redaktion zu senden.

Auf Wunsch können von einzelnen Beiträgen Sonderdrucke herge-stellt werden. Anfragen sind an den Verlag zu richten.

Aktuelle BezugspreiseDie Zeitschrift „Bauphysik“ erscheint mit 6 Ausgaben pro Jahr. Neben„Bauphysik print“ steht „Bauphysik online“ im PDF-Format über denOnline-Dienst Wiley Online Library im Abonnement zur Verfügung.

Bezugspreise print print + online Testabo Einzelheft

Inland 301 € 347 € 100 € 57 €Studenten 276 € – 027 € –

Schweiz 486 sFr 560 sFr 156 sFr 93,15 sFrStudenten 108 sFr – 138 sFr –

Studentenpreise gegen Vorlage der Studienbescheinigung. Preise exkl.MwSt. und inkl. Versand. Irrtum und Änderungen vorbehalten.

Persönliche Abonnements dürfen nicht an Bibliotheken verkauft oderals Bibliotheks-Exemplare benutzt werden.

Das Abonnement gilt zunächst für ein Jahr. Es kann jederzeit miteiner Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugsjahres schriftlichgekündigt werden. Ohne schriftliche Mitteilung verlängert sich dasAbonnement um ein weiteres Jahr.

Im Testabonnement werden drei Hefte zum Preis für zwei geliefert.Ohne schriftliche Mitteilung innerhalb 10 Tage nach Erhalt des drit-ten Heftes wird das Abonnement um ein Jahr verlängert. Nach Ver-längerung kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ab-lauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. Ohne schriftlicheMitteilung verlängert sich das Abonnement um ein weiteres Jahr.

Die Preise sind gültig vom 1. September 2011 bis 31. August 2012.

Bankverbindung:Commerzbank AG WeinheimKonto-Nr. 7 511 188 00BLZ 670 800 50SWIFT: DRESDEFF670.

Bei Änderung der Anschrift eines Abonnenten sendet die Post dieLieferung nach und informiert den Verlag über die neue Anschrift.Wir weisen auf das dagegen bestehende Widerspruchsrecht inner-halb von 2 Monaten hin.

Impressum

Pe ri od i cal post age paid at Ja maica NY 11431. Air freight and mail ingin the USA by Pub li ca tions Ex pe dit ing Ser vices Inc., 200 Mea chamAve., El mont NY 11003. USA POSTMASTER: Send ad dress changes to Bauphysik c/o Wiley-VCH, 111 RiverStreet, Hoboken, NJ 07030.

„Bauphysik“ im Internet: http://bauphysik.ernst-und-sohn.de

Verantwortlich für den redaktionellen Teil: Chefredakteurin: Dipl.-Ing. Claudia Ozimek Rotherstraße 21, 10245 BerlinTel.: (0 30) 4 70 31-2 62, Fax: (0 30) 4 70 31-2 70 E-mail: [email protected]

Wissenschaftlicher Beirat:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Nabil A. FouadLeibniz Universität Hannover, Institut für Bauphysik, Appelstraße 9a, D-30167 Hannover

Univ.-Prof. em. Dr.-Ing. habil Dr. h. c. mult. Dr. E. h. mult. Karl Gertis,Universität Stuttgart, Lehrstuhl für BauphysikPfaffenwaldring 7, D-70569 Stuttgart

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerd HauserTU München, Lehrstuhl BauphysikArcisstraße 21, D-80333 München

Prof. Dr.-Ing. Hans-Gerd MeyerLückhoffstraße 15, D-14129 Berlin

Redaktionsassistenz: Petra Franke Rotherstraße 21, 10245 BerlinTel.: (0 30) 4 70 31-2 79, Fax: (0 30) 4 70 31-2 27 E-mail: [email protected]

Verantwortlich für Produkte und Objekte:Dr. Burkhard Talebitari-Tewes Rotherstraße 21, 10245 BerlinTel.: (0 30) 4 70 31-2 73, Fax: (0 30) 4 70 31-2 29 E-mail: [email protected]

Gesamtanzeigenleitung: Verlag Ernst & SohnFred Doischer Tel.: (0 30) 4 70 31-2 34

Anzeigenleiterin:Verlag Ernst & SohnSigrid Elgner Rotherstraße 21, 10245 BerlinTel.: (0 30) 4 70 31-2 54, Fax: (0 30) 4 70 31-2 30 E-mail: [email protected]

Kunden-/Leserservice: Abonnementbetreuung, Einzelheft-Verkauf, Probehefte, Adreßänderungen Wiley-VCH Kundenservice für Ernst & Sohn Boschstraße 12, D-69469 Weinheim Tel.: +49 (0) 6201/606-400, Fax: +49 (0) 6201/606-184 E-mail: [email protected]

Gesamtherstellung:NEUNPLUS1 GmbH – BerlinSatz: LVD/BlackArt, Berlin

© 2012 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co KG, Berlin

Beilagenhinweis:

Verlag Ernst & Sohn, 10245 Berlin

15_BP_Impr.-Vorschau_16_BP_Impr.-Vorschau.qxd 31.01.12 09:17 Seite 1

Page 70: Bauphysik 01/2012 free sample copy

Vorschau

Themen Heft 2/2012

David Mannes, Jon-Anton Schmidt,Thomas Volkmer, Peter Niemz Untersuchungen zum Einfluss derKlebstoffart auf den kapillaren Wasser-transport in Holz parallel zur Faser-richtungMittels Neutronenradiographie wurdean verklebten und unverklebten Fichten-holzproben der kapillare Wassertrans-port in Faserrichtung ermittelt. Bei EPIund 1K-PUR konnte ein deutlicherFeuchtestau im Bereich der Klebfugefestgestellt werden. Bei Knochenleim,PVAc, UF und MUF trat dieses Verhal-ten nicht auf oder war weniger ausge-prägt. Die Ergebnisse decken sich mitMessungen zum Diffusionswiderstandvon Klebstofffilmen und Holzverklebun-gen der gleichen Klebstoffe. Die Arbei-ten dienen als Grundlage für geplanteFinite Elemente (FE)-Simulationen zumFeuchtetransport an Bauteilen und derVerhinderung von Bauschäden.

Thomas Volkmer, Jon-Anton Schmidt,Katalin Kranitz, Peter NiemzUntersuchungen zum Einfluss derKlebstoffart auf den Diffusionswider-stand von Holzverklebungen

n3 Ja, wir möchten Bauphysik regelmäßig lesen.

n 3 Ausgaben und dann entscheiden.Bitte liefern Sie ab nächster Ausgabe drei Ausgaben Bauphysik zum Test für einmalig € 100 / sFr 156. Sollten Sie innerhalb von10 Tagen nach Erhalt des dritten Heftes nichts von uns hören, bitten wir um Fortsetzung der Belieferung für ein weiteres Jahr / 6 Ausgaben. Nach Fortsetzung der Belieferung kann diese jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf desBezugszeitraumes gestoppt werden. Bitte senden Sie eine Rechnung. Sonderpreis 3 Ausgaben für Studenten ein malig € 27 / sFr 38 gegen Vorlage der Studienbescheinigung.

n 6 Ausgaben /JahrBitte liefern Sie ab nächster Ausgabe Bauphysik zunächst für ein Jahr, 6 Ausgaben, für € 301 / sFr 486. Die Belie ferung kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugszeitraumes schriftlich gestoppt werden. Sollten wir keinen Lieferstopp senden, bitten wir um Fortführung der Belieferung für ein weiteres Jahr. Bitte senden Sie eine Rechnung. Sonder-preis für Studenten € 76 / sFr 108 gegen Vorlage der Studienbescheinigung.

n Bitte senden Sie eine kostenlose Leseprobe/ 1 Heft der Fachzeitschrift

n Bautechnik n Beton- und Stahlbetonbau n DIBt Mitteilungen n Geomechanics and Tunnellingn Mauerwerk n Stahlbau n Steel Construction n Unternehmerbrief Bauwirtschaftn geotechnik n Structural Concrete

Rechnungs- und Lieferanschrift:

n Privat n Geschäftlich KD-NR n Ich bin Student/in. Studienbescheinigung anbei.

Firma USt-ID-Nr./VAT-No.

Titel, Vorname, Name Straße/Postfach

Funktion/Postion/Abt. Land/PLZ/Ort

E-Mail Telefon

Vertrauensgarantie: Dieser Auftrag kann innerhalb zwei Wochen beim Verlag Ernst & Sohn, Wiley-VCH, Boschstr. 12, D-69469 Weinheim, schriftlich widerrufen werden. (rechtzeitige Absendung genügt)

Datum Unterschrift Preise exkl. MwSt. und inkl. Versand. Preise gültig vom 01. 09. 2011 bis 31. 08. 2012.

3 BauphysikWärme | Feuchte | Schall | Brand | Licht | Energie

– Trocknungskoeffizient für Baustoffe– vereinfachte Flächenerfassung für Mehrzonenbilanzen– Energieeffizienz-Monitoring– Temperieren, Lüften und Belichten von Klassenräumen– Alterungsverhalten von Mineralwolleplatten in WDVS– thermisch aktivierte Bauteile und DIN V 18599– Bewertung von Sanierungsförderung– Qualitätsprüfung für Energieausweis-Software

31. JahrgangJuni 2009ISSN 0171-5445A 1879

7

Fax +49 (0)30 47031 240

An reinen Klebstofffilmen aus verschie-denen Klebstoffen (PVA, PUR, UF, MUF,EPI, Knochenleim) und an verklebtenHolzlamellen mit einer mittigen Klebe-fuge wurde der Diffusionswiderstand imDry- und im Wet-Cup-Verfahren nachDIN EN ISO 12572 bestimmt. Es wur-den deutliche Unterschiede im Diffu -sionswiderstand zwischen den einzel-nen Klebstoffarten gemessen. Der Dif -fusions widerstand der Klebstofffilmewar wesentlich höher als der der Ver -klebungen, was auf die entsprechendenAbbindemechanismen und die Eindrin-gung der Klebstoffe in das Substrat zu -rückzuführen ist. Die Klebefugen der geprüften Systeme PVAc, EPI und 1K-PUR erwiesen sich im Vergleich als sehrdiffusionsdicht, was bei einer bauphysi-kalischen Bewertung von verklebtenHolzelementen zu berücksichtigen ist.

Georg Eßer, Thomas SchäferMessung der Nachhallzeiten in großenund/oder leeren RäumenDer Anspruch an einer guten raumakus -tischen Situation nimmt immer mehr anBedeutung zu. Dadurch vermehren sichauch die Abnahmemessungen der Nach-

hallzeiten in Räumen, für die Anforde-rungen nach DIN 18041 gestellt wer-den. Oft sind schon vor der Möblierung,z. B. in Büro- und Unterrichtsräumendie Nachhallzeiten messtechnisch zuprüfen und mit den Anforderungen zuvergleichen. Je nach Anordnung derschallabsorbierenden Maßnahmen wer-den diese im leeren Raum nicht ausrei-chend „angeregt“, um entsprechendschallabsorbierend zu wirken. Insbeson-dere in großen Räumen, wie z. B. Sport-hallen, in denen oft die schallabsorbie-renden Maßnahmen an den Decken an-gebracht werden, tritt dieser „Effekt“ auf.Daher ist es erforderlich Streukörper zuverwenden. Anhand von Messbeispielenin Sporthallen und Büroräumen werdendie Auswirkungen von Streukörpernaufgezeigt.

Weitere Aufsätze in Planung

(Änderungen vorbehalten)

15_BP_Impr.-Vorschau_16_BP_Impr.-Vorschau.qxd 31.01.12 09:17 Seite 2

Page 71: Bauphysik 01/2012 free sample copy

…und aktuell an anderer Stelle

(Änderungen vorbehalten)

Heft 3/2012Designaspekte bei Gründungen für Offshore Windenergie -anlagen

Tragverhalten von hohen Stahlbetontürmen für Aufwind -kraftwerke

Solare Aufwindkraftwerke: Ein Beitrag der Bautechnik zur nachhaltigen und wirtschaftlichen Energieerzeugung

Kollektorentwicklung für solare Parabolrinnenkraftwerke

Untersuchungen zur Effizienz von thermo-aktiven Abdichtungs -elementen zur thermischen Nutzung des Untergrunds

Drei Brücken, drei Techniken – Zeugen dreier Bauepochen inder Surselva

BautechnikZeitschrift für den gesamten Ingenieurbau

– Tragverhalten der Füllbohlen kombinierter Stahlspundwände – Entwurf und Ausführung von kombinierten Pfahl-Plattengründungen– Das Erdbeben vom 22. 2. 2011 in Christchurch, Neuseeland– Technischer Jahresbericht 2011 des AK „Ufereinfassungen"– Neubewertung der Erdbeben in Kandel/Südpfalz von 1880 und 1903– Zu Baugrubenberechnungen bei schwierigen geotechnischen

Randbedingungen– Ponts habités – Teil europäischer Brückenbaukultur– Prüfung von Beschichtungssystemen in Kühlturminnenschalen

88. JahrgangDezember 2011ISSN 0932-8351A 1556

Beton- undStahlbetonbau

8106. JahrgangAugust 2011ISSN 0005-9900A 1740

- Deckenplatten mit integrierten Leitungsführungen

- Querkrafttragfähigkeit von Spannbeton-Fertigdecken

- Elementdecken mit verstärkten Gitterträgern

- Mehrschichtige Stahlbetonwandtafeln

- Verbundanker in hoch- und ultrahochfestem Beton

- Nachweis von Stahl-Stahlbetonverbindungen

- Knotenverbindungen für Fertigteile

- Otto Graf an der TH Stuttgart

Heft 3/2012Nachträgliche Verankerung von QuerspanngliedernStahl klemmkonstruktionen zum halbseitigen Rückbau derDeelbögebrücke

Ausführungsqualität von Stahlbeton- und Spannbetonbrückenan Bundesfernstraßen

Aktualisierte Vergleichstafeln für militärische Lastenklassenbei Straßenbrücken

Die Rollbrücken der neuen Landebahn Nordwest am FlughafenFrankfurt/ Main

Integrale Großbrücken mit flexiblen WiderlagernErfahrungen beim Bau der Rollbrücke Ost 1 am FrankfurterFlughafen

Berichte

Vorgespannte Fertigteile aus Ultrahochfestem Faserbeton(UHPFRC) – Segmentklappverfahren am Beispiel der Wildbrücke

Funktional–Skulptural–IntegralDie Seitenhafenbrücke in Wien

Ein Beitrag zum Städtebau – der Neubau der Josef EberleBrücke in Rottenburg am Neckara

4Volume 4August 2011ISSN 1865-7362

- Mechanised tunnelling Maschineller Vortrieb

- Conventional tunnelling Konventioneller Vortrieb

- Comparison of the processes Verfahrensvergleich

- Selection criteria Auswahlkriterien

- Risk analyses Risikoanalysen

Selection of tunnelling method

Geomechanics andTunnellingGeomechanik

und Tunnelbau

Heft 1/2012Modern pre-injection in underground construction with rapid setting microcements and colloidal silica – applicationin conventional and TBM-tunnelling

Vorauserkundungseinrichtungen und Einrichtungen zurGebirgs-Vorausbehandlung auf einer TBM – State of the art

Vertragsmodelle für TBM-Vortriebe im Festgestein

Automatisierte Felsdehnungsmessungen mit der „TIWAG-Radialpresse“ für das geplante Speicherkraftwerk in Kühtei

Zweischalige Auskleidung bei Tunnelbauprojekten der ÖBBmit kontinuierlichem Vortrieb

Das AT – Hüllrohrsystem

Palomino HRT – investigation drillings in two different geological formations

MauerwerkZeitschrift für Technik und Architektur

15. JahrgangDezember 2011ISSN 1432-3427A 43283

– Horizontalabdichtung von Bruchsteinmauerwerk mittels Injektionsverfahren– Sanierung historischer Fassaden– Sanierung von Natursteinmauerwerk und Natursteinkonstruktionen– Erdbebensicherheit von Mauerwerksbauten in Österreich– Wiederherstellung der historischen Fassade am Thurn und Taxis Palais– Nachhaltigkeit bei der Sanierung– CIB Commission W023 – Wall Structures: meeting and workshop on EC 6

Heft 1/2012Druckfestigkeit von Ziegelmauerwerk – aktuelle Auswer -tungen zur Festlegung von charakteristischen Werten derMauerwerkdruckfestigkeit in DIN EN 1996

Zukünftige Struktur der Normung im Mauerwerksbau

Auslaugverhalten von Putzen und Mörteln

Eigenschaften industrieller Lehmbauprodukte für denMauerwerksbau und Verhalten von Lehmsteinmauerwerk

Wieviel Sicherheit braucht das Mauerwerk?

Heft 3/2012Zerstörungsfreie Prüfung nach EN 1090 unter Berück sichtigungder technischen Möglichkeiten und Verfahrens grenzen

Zähigkeitsdargebote kaltgefertigter Hohlprofile bei tiefen Temperaturen

Einsatz von gebogenem Glas im Bauwesen

Aktuelle Untersuchungen zum Verhalten von Verbundglasunter Schneelasteinwirkung

Dynamische Systemantwort des Timoshenko-Balkens unterImpulseinwirkung aus Detonation

Prüfungen im großen Massstab

Risikoorientierte Bemessung von Tragstrukturen –Bedeutungsbeiwerte bei der Differenzierung derZuverlässigkeit für unterschiedliche Schadens- bzw.Versagensfolgeklassen

Deformations- und Bruchdynamik von Sicherheitsglas

Qualitätskontrolle von ESG und TVG – Einsatz derSpannungsoptik

DIN 18008 – Erfassung von Nutzlasten und Ausfallszenarien

Der Bau eiserner Brücken im Südwesten Deutschlands 1844–1889Teil 3: Vom Gitterträger zum Fachwerk

Stahlbau

– Biege- und Biegedrillknicknachweise nach Eurocode 3– Konstruktion und Berechnung explosionshemmender Seilnetzfassaden – Zum Einsatz von Betondübeln im Verbundbau (Teil 2) – Die Visualisierung des Kraftflusses in Stahlbaukonstruktionen– Korrosionsschutz von Kanten an Stahlkonstruktionen (Teil 2)– Zur Verwendung verzinkter Bauteile in Hallenbädern– Der Bau eiserner Brücken im Südwesten Deutschlands 1844–1889 (Teil 1)– Zeche Nordstern: Aufstockung Schacht II

81. JahrgangJanuar 2012ISSN 0038-9145A 6449

16_BP_U3_17_BP_U3.qxd 31.01.12 09:18 Seite 1

Page 72: Bauphysik 01/2012 free sample copy

���������� ����� ���������������� ��������� ������������������������ ������������������������������������������ !� "#��$���%%%�� "#��$�

����� ����� �������� ����� ������������������������� ����� �!�����

���"�������#��$����!����� �"������ %����$���� �� ��������������������������!��!��& ����'("�!����)*�"�!�����"������ �&�+�!� %!�������"���������,��� �����*��- �$ �����!%����!�. ��/�������!������ �!����!���%�!%����,�(����!���0������"�����!���!�������!"�!������%����!����� �&��&���� �����$ ������!�������#��$ �����"����%!��*� �!��!�. ����� �&��!����!"�("�!����� �� �#���������"����!��0

17_BP_U4_18_BP_U4.qxd 31.01.12 09:18 Seite 1