Building Physics and Applied Building Physics, 2 Volumes

5. überarbeitete Auflage 2023
ISBN: 978-3-433-03433-0
Verlag: Ernst W. + Sohn Verlag

Buch, Englisch, 736 Seiten, Format (B × H): 243 mm x 168 mm, Gewicht: 1508 g

Erfahrungen mit Schäden an Gebäuden, die Energiekrise zwischen 1973 und 1979, Klagen über das Sick-Building-Syndrom, mangelhafter Komfort hinsichtlich Raumklima, Schallschutz und Lärmschutz, das Bedürfnis nach Behaglichkeit und guter Luftqualität, die Entwicklung hin zu Energieeffizienz, Dekarbonisierung und Nachhaltigkeit - all dies hat die Entwicklung einer Disziplin beschleunigt, die lange Zeit kaum mehr als eine akademische Übung war: die Bauphysik. Sie vereint Thermodynamik und Strömungslehre, Bau- und Raumakustik, Tageslicht und Beleuchtung, Raumluftqualität, Energieeffizienz und in einigen Ländern auch den Brandschutz zu einem Wissensgebiet. Die Anwendung der physikalischen Grundlagen und ihre Zusammenführung mit den Erkenntnissen aus anderen Disziplinen fördert das Verständnis über das physikalische Verhalten von Bauteilen, Gebäudehüllen, Gebäuden bis hin zur gebauten Umwelt, was sich in der Stadtbauphysik widerspiegelt. Heute ist die Bauphysik ein wichtiger Akteur auf dem Weg zu leistungsfähigen Gebäuden hinsichtlich Gebrauchstauglichkeit und Energieeffizienz in Neubau und Bestand.
Der erste Band befasst sich mit dem Wärme-, Luft- und Feuchtetransport in Baukonstruktionen, Gebäudeteilen und ganzen Gebäuden mit Schwerpunkt auf den Anwendungen in der Planungspraxis.
Der zweite Band richtet den Fokus auf die Frage, worin eine ausgewogene Gebäude-Performance besteht. Zunächst werden die Umwelteinwirkungen auf Gebäude erläutert - also all jene Parameter, die die äußeren und inneren Umgebungsbedingungen beschreiben, wobei der Schwerpunkt auf der praktischen Umsetzung liegt. Anschließend folgt die Erörterung jener Leistungsanforderungen, die auf der Ebene des gesamten Gebäudes von Bedeutung sind, wobei hauptsächlich der thermische, akustische, visuelle und olfaktorische Komfort, die Innenraumluftqualität, der Energieverbrauch, die Dauerhaftigkeit, die Wirtschaftlichkeit und die Nachhaltigkeit betrachtet werden. Es folgt eine eingehende Diskussion der Anforderungen bzgl. Wärme-, Luft- und Feuchte-Verhalten sowie der Messgrößen auf der Ebene der Baukonstruktionen. Die in diesem Buch beschriebenen Analysen und Berechnungen führen zu nachhaltigen Gebäuden, die aus funktionalen und dauerhaften Baukonstruktionen bestehen und ein angenehmes und gesundes Raumklima aufweisen.
Im Vergleich zur vorhergehenden Auflage wurden die beiden Bücher erweitert, zum Beispiel um die physikalische Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Materialien, eine ausführliche Diskussion aller Auswirkungen dickerer Dämmschichten, zusätzliche Informationen zum Winddruck und zur Bewertung der Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen sowie ein neues Kapitel über Materialeigenschaften.
Beide Bände, einschließlich der Abbildungen, wurden komplett überarbeitet und wo nötig neu strukturiert.

Autoren/Hrsg.

Hens, Hugo

Hens, Hugo S. L.

Fachgebiete

• Geowissenschaften Umweltwissenschaften Bauökologie, Baubiologie
• Technische Wissenschaften Bauingenieurwesen Bauökologie, Baubiologie, Bauphysik, Bauchemie

Inhaltsverzeichnis

BUCH 1 BUILDING PHYSICS
Vorwort
Einheiten und Symbole
0 Einführung, Geschichte der Bauphysik
1 Wärmeübertragung
1.1 Allgemeines
1.2 Konduktion
1.3 Wärmeaustausch an Oberflächen durch Konvektion und Strahlung
1.4 Gebäudebezogene Anwendungen
1.5 Problemstellungen
2 Stoffübergang
2.1 Allgemeines
2.2 Luft
2.3 Wasserdampf
2.4 Luftfeuchtigkeit
2.5 Probleme
3 Wärme, Luft und Feuchte in Kombination
3.1 Warum?
3.2 Material- und Montageebene
3.3 Gesamte Gebäudeebene
3.4 Probleme
4 Thermische und Feuchteeigenschaften sowie von Luft
4.1 Allgemein
4.2 Trockene Luft und Wasser
4.3 Thermische Eigenschaften ausgewählter Baustoffe
4.4 Eigenschaften von Luft
4.5 Feuchteeigenschaften
Nachwort
BUCH 2 APPLIED BUILDING PHYSICS
Vorwort
Einheiten und Symbole
Einleitung, Historischer Rückblick
1 Umgebungsbedingungen in Außen- und Innenräumen
1.1 Überblick
1.2 Außenklima
1.3 Innenraumklima
Literatur
2 Performance-Kennzahlen und -Spektrum
2.1 Definitionen
2.2 Funktionale Anforderungen
2.3 Leistungsanforderungen
2.4 Eine kurze Geschichte
2.5 Performance-Spektrum
Literatur
3 Funktionale Anforderungen auf der Ebene des gesamten Gebäudes
3.1 In Kürze
3.2 Thermischer, akustischer, visueller und olfaktorischer Komfort
3.3 Gesundheit und Umweltqualität in Innenräumen (IEQ)
3.4 Energieeffizienz
3.5 Dauerhaftigkeit
3.6 Wirtschaftlichkeit
3.7 Nachhaltigkeit
3.8 High-Performance-Gebäude
Literatur
4 Wärme-, Luft- und Feuchtekenngrößen von Baukonstruktionen
4.1 Einführung
4.2 Luftdichtheit
4.3 Wärmedurchgangskoeffizient
4.4 Thermisches Verhalten
4.5 Feuchtetoleranz
4.6 Wärmebrücken
4.7 Kontaktkoeffizient
4.8 Hygrothermische Beanspruchungen
4.9 Transparente Teile: Sonneneinstrahlung
Literatur
5 Die hygrothermische Performance der Gebäudehülle im Holzrahmenbau
5.1 Allgemeines
5.2 Baukonstruktion
5.3 Beurteilung der Performance
Literatur
Anhang: Materialeigenschaften ausgewählter Baustoffe
Stichwortverzeichnis

BOOK 1 BUILDING PHYSICS
Preface
Units and Symbols
0 Introduction, History of Building Physics
1 Heat Transfer
1.1 Generalities
1.2 Conduction
1.3 Heat Exchange at Surfaces by Convection and Radiation
1.4 Building Related Applications
1.5 Problems and Solutions
2 Mass Transfer
2.1 Generalities
2.2 Air
2.3 Water Vapour
2.4 Moisture
2.5 Problems and Solutions
3 Heat, Air, and Moisture Combined
3.1 Why?
3.2 Material and Assembly Level
3.3 Whole Building Level
3.4 Problems and Solutions
4 Heat, Air, Moisture Material Properties
4.1 In general
4.2 Dry Air and Water
4.3 Thermal Properties of selected building materials
4.4 Air Properties
4.5 Moisture Properties
Postscript

BOOK 2 APPLIED BUILDING PHYSICS
Preface
Units and Symbols
Introduction, Historical Review
1 Ambient Conditions Out and Indoors
1.1 Overview
1.2 Outdoors
1.3 Indoors
Further Reading
2 Performance Metrics and Arrays
2.1 Definitions
2.2 Functional Demands
2.3 Performance Requirements
2.4 A short history
2.5 Performance arrays
Further Reading
3 Functional Demands at the Whole Building Level
3.1 In brief
3.2 Thermal, acoustical, visual and olfactory comfort
3.3 Health and Indoor environmental quality (IEQ)
3.4 Energy Efficiency
3.5 Durability
3.6 Economics
3.7 Sustainability
3.8 High performance buildings
Further Reading
4 Heat, Air, Moisture Metrics at the Building Assembly Level
4.1 Introduction
4.2 Air-tightness
4.3 Thermal transmittance
4.4 Transient thermal response
4.5 Moisture tolerance
4.6 Thermal bridging
4.7 Contact coefficient
4.8 Hygrothermal stress and strain
4.9 Transparent parts: solar transmittance
Further Reading
5 The Envelope Parts HAM Performances Applied to Timber-Frame
5.1 In general
5.2 Assembly
5.3 Performance evaluation
Further Reading
Appendix: Heat, Air, Moisture Material Properties
Index

Über Autor(innen)

Dr. Ir. Hugo S.L.C. Hens ist emeritierter Professor der Universität Leuven (KU Leuven), Belgien. Bis 1972 arbeitete er als Tragwerkplaner und Bauleiter in einem mittelgroßen Architekturbüro. Nach dem plötzlichen Tod seines Vorgängers und Förderers Professor A. de Grave und nach der Verteidigung seiner Doktorarbeit baute er ab 1975 schrittweise das Fachgebiet Bauphysik am Fachbereich Bauingenieurwesen auf. Er lehrte Bauphysik von 1975 bis 2003, Performance Based Building Design von 1975 bis 2005 und Gebäudetechnik von 1975 bis 1977 und von 1990 bis 2008. Hugo Hens war Autor und Mitautor von 68 begutachteten Zeitschriftenaufsätzen und 174 Konferenzbeiträgen über seine Forschungsarbeiten, und erstellte Hunderte von Schadensgutachten und Sanierungsplanungen. Von 1983 bis 1993 wirkte er als Koordinator der CIB W40 Working group für "Heat and Mass Transfer in Buildings". Zwischen 1986 und 2008 war er Beauftragter für die Anhänge 14, 24, 32 und 41 der IEA EXCO on Energy in Buildings and Communities. Er ist Mitglied der American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE).

Dr. Ir. Hugo S.L.C. Hens is an emeritus professor of the University of Leuven (KULeuven), Belgium. Until 1972, he worked as a structural engineer and site supervisor at a mid-sized architectural office. After the sudden death of his predecessor and promotor Professor A. de Grave in 1975 and after defending his PhD thesis, he stepwise built up the Department of Building Physics at the Department of Civil Engineering. He taught Building Physics from 1975 to 2003, performance based building design from 1975 to 2005 and building services from 1975 to 1977 and 1990 to 2008. He authored and co-authored 68 peer reviewed journal papers and 174 conference papers about the research done, has helped to manage hundreds of building damage cases and acted as coordinator of the CIB W40 working group on Heat and Mass Transfer in Buildings from 1983 to 1993. Between 1986 and 2008, he was operating agent of the Annexes 14, 24, 32 and 41 of the IEA EXCO on Energy in Buildings and Communities. He is a fellow of the American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE).