RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften Lehrstuhl Baukonstruktionen und Bauphysik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems

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Fachprüfung Bauphysik Frühjahr 2012

Aufgabenteil

Prüfungstag: 29.02.2012

Prüfungsdauer: 60 Minuten

Name, Vorname Matrikelnummer

Herrn / Frau

Studiengang:

Bauingenieurwesen (Bachelor)

UTRM (Bachelor)

UTRM (Diplom)

Aufgabe 1 2 3 4 Summe

Mögliche Punktzahl 19 18 17 6 60

Erreichte Punktzahl

Bitte kreuzen Sie Ihren Studiengang an. Für den Aufgabenteil Bauphysik sind als Hilfsmittel nur eine eigene Formelsammlung und ein Bautabellenbuch zulässig. Berechnungen, die den beschrittenen Rechenweg nicht erkennen lassen, werden nicht bewertet! Die Bearbeitung des Aufgabenteils erfolgt ausschließlich auf den Lösungsblättern, auf jedem zusätzlichen, gestempelten Lösungsblatt des Lehrstuhls müssen der Name, die Matrikelnummer und die Aufgabennummer stehen! Lösungen innerhalb der Aufgabenstellungen und der Rückseite werden nicht zur Benotung herangezogen. Verwenden Sie keinen Rot-/Grün- oder Bleistift und kein eigenes Papier.

------------------------------------------------------- Hiermit erkläre ich mein Einverständnis.

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Aufgabe 1 – Wärmeschutz (19 P) a) Ermitteln Sie die Wärmedurchgangskoeffizienten der nachfolgend dargestellten Außenwand (A) und Dachkonstruktion (B) gemäß DIN EN ISO 6946. b) An der Traufe berühren sich die beiden Bauteile, mit einer numerischen Berechnung wurde in L2D = 0,453 W/(mK) ermittelt. Berechnen Sie den ψ-Wert für die Traufe, nehmen Sie für die Längen lWand = 1,235 m und lDach = 1,325 m an. (2 P) Erdberührte Außenwand (6 P):

Lösung Aufgabe 1:

Bezeichnung

1 Kalkzementputz

2 Dämmstoff aus EPS 035

3 Mauerwerk KSV - ρ = 1600 kg/m³

4 Gipsputz ohne Zuschlag

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B – Geneigtes Dach (11 P):

Lösung Aufgabe 1:

Bezeichnung

1 Gipskartonbauplatte (ρ = 900 kg/m³)

2 Traglattung / Luftschicht (stehend)

3 Dampfsperre

4 Mineralfaser - λ = 0,035 W/(m.K)

5 Nadelholz - ρ = 500 kg/m³

6 Unterspannbahn

7 Konterlattung

8 Traglattung

9 Dacheindeckung

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Lösung Aufgabe 1:

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Aufgabe 2 – Feuchteschutz (18 P) Bemessen Sie für die unten dargestellte Außenwand die notwendige Dampfsperre, sodass kein Tauwasser ausfällt. Es sind hierzu die klimatischen Randbedingungen nach DIN 4108-3 anzunehmen. Nutzen Sie für die Bearbeitung die nachfolgenden Tabellen. Außenwand:

Anhaltswerte für sd-Werte:

Folien s d [m]1 Beschichtungsstoff 0,12 Unterdeck- und Unterspannbahn für Wände 0,23 Bitumiertes Papier, d = 0,1 mm 24 Vinyltapete 25 Glanzlack 36 PE-Folie (gestapelt), d = 0,15 mm 87 Aluminiumverbundfolie, d = 0,4 mm 108 PVC-Folie 309 Polyethylen (PE-Folie), d = 0,15 mm 50

10 Polyesterfolie, d = 0,2 mm 5011 Polyethylen (PE-Folie), d = 0,25 mm 10012 Aluminiumfolie, d = 0,05 mm 1500

Bezeichnung

1 Kalkzementputz

2 Mauerwerk aus Vollziegel – ρ = 1400kg/m³

3 Mineralfaserdämmung 040

4 Dampfsperre

5 Gipskartonbauplatte – ρ = 800kg/m³

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Lösung Aufgabe 2: 1. Klimatische Randbedingungen (s.a. DIN 4108, Teil 3)

Lage innen außen

θi

[°C]

pSi

[Pa]

φi

[%]

pi=φi⋅pSi

[Pa]

θe

[°C]

pSe

[Pa]

φe

[%]

pe=φe⋅pSe

[Pa]

Winter (Tauperiode)

2. Berechnung

Nr. Bauteilschicht

n

dn λn μn

θ ps

– – [m] [W/(m⋅K)] [m²⋅K/W] – [m] [K] [°C] [Pa]

– Wärmeübergang (innen)

1

2

3

4

5

6

- Wärmeübergang (außen)

RT =

nn

n

dR =λ

si seR R,

d ns =,

n ndμ ⋅

θ =Δ

( )ni e

n

d Uθ − θλ

T

1UR

= =

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Lösung Aufgabe 2:

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Aufgabe 3 – Schallschutz (17 P) Ein Klassenzimmer liegt an einer Autobahn, die in einer Entfernung (Straßenmitte) von 100 m an der Fassade vorbei führt und auf der 45000 Kfz pro Tag fahren. Die Raumgeometrie und den Bauteilaufbau der Außenwand entnehmen Sie den Zeichnungen. R‘Fenster = 38 dB Wie groß darf aus schalltechnischer Sicht die Fensterfläche sein?

Lösung Aufgabe 3:

Bezeichnung

1 Stahlbeton

2 EPS 035

3 Stahlbeton

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Lösung Aufgabe 3:

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Aufgabe 4 – Brandschutz (6 P) Bemessen Sie einen Deckenbalken aus Buchenholz für eine Feuerwiderstandsklasse F90. Der statisch erforderliche Querschnitt ist 10/14 cm groß! Lösung Aufgabe 4: