Aufgaben der Bauphysik

Die Bauphysik ist eine Anwendung der Physik auf Bauwerke und Gebäude. Sie untersucht die physikalischen Grundlagen der Bautechnik und in diesem Zusammenhang die Durchlässigkeit von Wärme, Schall, Feuchtigkeit und Luft – und entsprechende Schutzmaßnahmen. Auch der Brandschutz wird zur Bauphysik mitgerechnet, da sich die dafür notwendigen Maßnahmen nicht vom Schall- und Wärmeschutz abkoppeln lassen.

Gallerie

Im Kontext zu den planungsrelevanten Themen im Hochbau stellt die Bauphysik eine eher junge Disziplin dar, die jedoch aufgrund aktueller Entwicklung und politischer Ziele zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Zu den klassischen Bereichen der Bauphysik zählen:

  • Winterlicher Wärmeschutz
  • Sommerlicher Wärmeschutz
  • Hygienischer Wärmeschutz
  • Behaglichkeit und thermische Ergonomie
  • Feuchteschutz
  • Regenschutz
  • Bauakustik
  • Raumakustik

Wie bereits erwähnt, wird weiterhin der Brandschutz als ein Themenfeld der Bauphysik angesehen, und auch das Licht (Beleuchtung und Tageslichtnutzung) in die Betrachtung miteinbezogen. Weiterhin lassen sich Bereiche der Bauschadensanalyse der Bauphysik zurechnen, da häufig Phänomene des Wärme- und Feuchteschutzes an Schäden an der Konstruktion beteiligt sind. Mit Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) wurden nicht nur die Wärmeverluste bzw. die Dämmqualität der Hüllflächen bewertet, sondern zugleich eine Verknüpfung zur technischen Gebäudeausstattung geschaffen. Somit erfolgt seit 2002 eine ganzheitliche energetische Bewertung von konditionierten Gebäuden, die deutlich über die ursprünglichen Anforderungen an den Wärmeschutz im Sinne der Bauphysik hinausgehen.

Fachwissen zum Thema

Der Feuchteschutz spielt eine wesentliche Rolle, um einen funktionierenden Wärmeschutz zu gewährleisten.

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Wärmeschutz

Aufgaben und Ziele von Wärme- und Feuchteschutz

Bauliche Mängel resultieren meist aus Fehlern, die einen bauphysikalischen Ursprung haben. Wer mit Planung und Ausführung befasst ist, sollte die Eigenschaften der Baustoffe und die klimatischen Prozesse kennen.

Da auf den Gebäudesektor 40% des Gesamtenergiebedarfs in der EU entfallen, ist die Reduzierung des Energiebedarfs ein wichtiger Baustein in der Minderung des CO2-Ausstoßes (Abb.: Arp Museum Bahnhof Rolandseck, Richard Meier, 2007).

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Grundlagen

Bauphysikalische Nachweise und Normen

Was sind die gesetzlichen Grundlagen und welche Ziele haben sie? Welche Normen sind seitens der Planung unbedingt zu beachten?

Innerhalb der Bilanzierung wird unterschieden nach der Nutzung der Gebäude bzw. nach Wohn- oder Nichtwohngebäude.

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Wärmeschutz

Energetischer Wärmeschutz

Bei der Bilanzierung wird zwischen Wohn- oder Nichtwohnnutzung sowie bestehenden Gebäuden unterschieden. Anforderungen an die Dämmqualität der Hüllflächen und die technische Ausstattung werden formuliert.

Einflussfaktoren auf die thermische Behaglichkeit

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Luft und Lüftung

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Die Aufgaben der Raumbelüftung bestehen im Wesentlichen darin die Behaglichkeit in den Räumen sicherzustellen und Bauschäden durch...

Die Grundlagen für Außenwände, die einer Schlagregenbeaufschlagung unterliegen, behandelt die DIN 4108-3: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Klimabedingter Feuchteschutz.

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Feuchteschutz

Regenschutz im Hochbau nach DIN 4108-3

Grundsätzlich soll kein Wasser in die Bauwerkskonstruktion eindringen, da hieraus Schäden und Nutzungseinschränkungen resultieren. Es sind daher planerische Vorkehrungen zu treffen.

Durch die Ausrichtung der Fenster zu den Himmelsrichtungen nehmen Planerinnen und Planer bereits in einer frühen Phase Einfluss auf das sommerliche Aufwärmverhalten (Abb.: Hafencity Hamburg).

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Wärmeschutz

Sommerlicher Wärmeschutz: Grundlagen und Ziele

Das im November 2020 eingeführte GEG übernahm die Anforderungen der EnEV. Der § 14 beschreibt in fünf Punkten die Vorgaben und Voraussetzungen für Neubaumaßnahmen.

Bei zerklüfteten Bauten steigt neben der Erhöhung der Hüllfläche auch der Einfluss von Wärmebrücken bzw. Durchdringungspunkten an Fassaden und Dächern (Abb.: Bürogebäude am Potsdamer Platz, Berlin).

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Wärmeschutz

Winterlicher Wärmeschutz: Grundlagen und Ziele

Über die Ausrichtung, das Verhältnis der Flächen, den Öffnungsanteil und die Hüllfläche beeinflussen Planerinnen und Planer bereits beim Entwurf eines Gebäudes den Heizenergiebedarf.

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Normen und Regelwerke zum Wärme- und Feuchteschutzneu

Abb. 1: Übersicht einiger Normen, Gesetze und Richtlinien sowie ihrer Verknüpfung (Hinweis: keine vollständige Übersicht aller vorhandenen Normen)

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Bedingt durch die sich verändernden energiepolitischen Ziele unterliegen die gesetzlichen Verordnungen einer ständigen Anpassung.

Aufgaben der Bauphysik

Eine Aufgabe der Bauphysik ist der winterliche Wärmeschutz

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Im Rahmen der Planung zur Bauphysik ist die Behaglichkeit kein deutlich umrissenes Arbeitsfeld

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Je höher das A/V-Verhältnis ist, umso ungünstiger wirkt sich das auf die Energiebilanz des Gebäudes aus und komplizierte Details sind vorprogrammiert

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Bei der Planung des Wärme- und Feuchteschutzes sind auch die klimatischen Bedingungen zu berücksichtigen.

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Die klimatischen Bedingungen, Sonne, Wind und Niederschläge beeinflussen wesentlich den Wärme- und Feuchteschutz von Gebäuden.

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