Sommerliche Überwärmung Flashcards
Klimaveränderungen
Meeresspiegelanstieg:
- Anstieg Sturmflutrisiko
- Grundwasserversalzung
- langfristig: Aufgabe von Küstenstädte
Anstieg der globalen Mitteltemperatur:
- Städte werden (noch) wärmer
- Verstärkung des Urban Heat Island Effekts
- Verschiebungen im saisonalen Energiebedarf (Kühlung)
- regional: Trockenheit/Wassermangel
Mehr Wetterextreme:
- Hitzestress und öffentliche Gesundheit
- Infrastrukturrisiken
- örtlich: Überflutungen durch Starkregen
Effekte der urbanen Klimaveränderungen
steigende Temperaturen im Sommer,
steigende Häufigkeit der erhöhten Temperaturen,
urbaner Hitzeinseleffekt,
reduzierte Abkühlung der Temperaturen in der Nacht
Bauliche Maßnahmen gegen die sommerliche Überwärmung
- Verschattung
- Dachfarbe / Fassadenfarbe
- Bepflanzung: Gründächer / Grünfassaden
- Minimierung des ‚Heat Island Effects‘
- Lüftung / Nachtlüftung
Optimale Verschattung
- Optimierung des Tageslichts
- Keine Blendung
- Minimierung der
(unerwünschten) solaren Erträge - Kein Wärmestau
- Direktes Sonnenlicht auch im
Winter - Blickbezug nach außen
- Witterungsbeständig
- Geringer Wartungsaufwand
- Regelbarkeit / Bedienbarkeit
- Optimiertes Brandverhalten
- Optik
Verschattungssysteme
- Außen, Scheibenzwischenraum,
Innen - Jalousien, Fensterläden
- Horizontale, Vertikale, Geneigte Systeme
- Lichtlenkungsysteme
- Fix, Beweglich
- Geregelt, Manuell
- Passiv, Aktiv (PV)
- adaptive Systeme
- Transparent, Opak
- Scheiben, Lamellen,
Lochbleche, Gitter, … - Holz, Aluminium, Metall, Stoff, …
AUSWAHL DES
VERSCHATTUNGSSYTEMS IN
ABHÄNGIGKEIT VON
- Klima
- Orientierung
Tiefstehende Sonne: Vertikale
Systeme
Hochstehende Sonne: Horizontale
Systeme - Haustechnik (geregelte Systeme;
aktive Systeme) - Wartungsaufwand
- Architektur
- Kosten
FASSADENFARBEN, DACHFARBEN
Licht = Elektromagnetische Strahlung
Reflexion = Licht fällt auf einen Gegenstand und wird zurückgestrahlt (komplett - weiß)
Absorption = ein Gegenstand erscheint farbig, weil ein Teil des auftretenden Wellenspektrums reflektiert wird. Der Rest wird absorbiert (komplett - schwarz)
Transmission = weder Reflexion noch Absorption; ‚Durchsichtigkeit‘ (streben danach, weil weiß den Menschen optisch stört)
ALBEDO
[ ]
Rückstrahlungsvermögen (Reflexionsstrahlung) von diffus reflektierenden Oberflächen;
Verhältnis von rückgestrahltem Licht und einfallendem Licht
GRÜNDÄCHER / GRÜNFASSADEN
- Minimierung der Kühllasten
- Wärmedämmende Funktion
- Erhöhung des Innenraumkomforts
- Reduktion von Regenwasser im System
- Verbesserung des Mikroklimas
- Reduktion von (Licht)Reflexion
- Reduktion von (Schall)Reflexion
- Gebäudeerhaltend (Schutz gegen UV Strahlen)
- Artenvielfalt in der Stadt
Heat Island Effect
- geringere Verdunstungskühlung
- reduzierte Luftzirkulation
- größere wärmeabsorbierende Flächen
- unzureichende Beschattung
- Abwärme durch Klimaanlagen
NATÜRLICHE BELÜFTUNG - abhängig von
Einfachste Form der natürlichen
Belüftung - Öffenbare Elemente in der
Gebäudehülle
Belüftung abhängig von:
* Windrichtung
* Windstärke
* Temperaturdifferenz innen / außen
* Neigung der Öffnung
* Fläche der Öffnung
* Ein / Zwei / Mehrseitige Belüftung
* Anordnung der Öffnungen (bei
mehrseitiger Belüftung)
ERDKANÄLE
Vorkühlung / Vorwärmung der Aussenluft durch
Speichermasse im Erdreich
INSTATIONÄRES WÄRMEVERHALTEN VON BAUTEILEN
Im Verlauf des Tages ändern sich die äußeren und inneren Randbedingungen für einen Bauteil.
WÄRMESPEICHERFÄHIGKEIT + abhängig von
Materialien können bei Erwärmung Wärme aufnehmen und bei Abkühlung Wärme abgeben
Bei einem instationärem Verhalten wird somit die Wärmespeicherfähigkeit des Materials relevant.
Die Wärmemenge die ein Material aufnehmen kann und damit die Wärmespeicherfähigkeit ist abhängig von:
* der spezifischen Wärmekapazität des Materials
* der Masse des Materials
* der Temperaturdifferenz zwischen Bauteil und Umgebung
SPEZIFISCHE WÄRMEKAPAZITÄT c + abhängig von
[J/(kgK)]
Gibt an, welche Wärmemenge (J) zugeführt werden muss, um 1kg eines Stoffes um 1K zu erwärmen Kennzeichnet die Wärmespeicherfähigkeit eines Stoffes
Je größer die spezifische Wärmekapazität eines Baustoffes ist, desto langsamer erwärmt er sich.
Wärmespeicherfähigkeit hängt von der Rohdichte der Bauteile ab und damit direkt von der Masse der einzelnen Bauelement
ρ
Dichte
[kg/m3]
Baustoffe nach spezifischer Wärmekapazität (von höchster zu nieedrigster)
Wasser
Holz
Polystyrol
Stahlbeton
Kalkzementputz
Vollziegel
Aluminium
Hohlziegel
Betonstahl
SPEZIFISCHE WÄRMEKAPAZITÄT
Abschätzung für Baustoffgruppen:
Mineralisch 1,0 kJ/(kgK)
Organisch 1,5 – 2,5 kJ/(kgK)
Metallisch 0,5 kJ/(kgK)
WÄRMEAUFNAHME UND -ABGABE
Für die Erhöhung der Temperatur von 10°C auf 20°C muss einem z.B. 30cm starken Betonbauteil ca. 2 kWh/m2 zugeführt werden, und umgekehrt.
Passive Maßnahmen mit Einfluss auf die sommerliche Überwärmung
- Bauweise und Speichermaße
- Dachbegrünung
- u.a.
Vorteile Dachbegrünung
Dachbegrünung - Aufbau
Vegetation
Substrat
Filterschicht
Drainage und Speicher
Schutz- und Speichervlies
Dachabdichtung
Unterkonstruktion
SUBSTRAT /
VEGETATIONSTRAGSCHICHT
Das Substrat bietet Wurzelraum für die Pflanzen und dient der Speicherung von Wasser und Nährstoffen.
Die Substrate bestehen aus mineralischen offenporigen Schüttstoffen, wie z.B. Tonhartbrand, Blähton, Blähschiefer oder recyceltem Ziegelsplitt, welche mit organischer Substanz (Z.B. Kompost)
abgemischt werden.
extensiv: mind. 8 cm
intensiv: mind. 20 cm
FILTERSCHICHT
Die Filterschicht trennt die Vegetationstragschicht von der Drainage und Speicherschicht. Damit wird das Verschlämmen der Drainschicht durch eingeschwemmte Feinanteile aus der Vegetationstragschicht verhindert. Besteht aus einem durchwurzelbaren und wasserdurchlässigen Vlies/Geotextil, welches seine Dampfdiffusionsoffenheit über Jahrzehnte erhalten muss.
DRAINAGE- UND SPEICHERSCHICHT
Die Drainage- und Speicherschicht dient einerseits zur kontrollierten Ableitung von Starkregenereignissen und andererseits zur Speicherung und Bevorratung von Regenwasser. Sie besteht entweder aus mineralischen (Recycling-)Schüttstoffen oder aus vorgefertigten Festkörperdrainagen aus Kunststoff bzw. anderen Gemischen mit und ohne Wasserspeicherfunktion.
SCHUTZLAGE
Die Schutzlage besteht aus einem
Vlies / Geotextil. Sie schützt die
Dachabdichtung in der Bauphase und
darüber hinaus vor Beschädigungen.
Grünfassaden - Einwirkungen und Arten
Wärmeabsorption und Evapotranspiration
Refexion
= Kühlung durch Verdunstung, verminderte Sonneneinstrahlung und Reflexion
wandegundene Begrünung:
- an der Fassade - diffuse Wärmeeinstrahlung
bodengebundene Begrünung:
- von der Fassade versetzt - noch Platz für Luftzirkulation - auf 20% reduzierte Strahlung (Transmission)
verminderte Wärmeabsorption und -abstrahlung der Wandfläche
Arten von Grünfassaden - Merkmale
Grünfassaden: Gebäudeoptimierung
Grünfassaden: Umfeldoptimierung
Speichermasse:
WÄRMEDURCHGANGSKOEFFIZIENT (U-Wert) vs FLÄCHENBEZOGENE MASSE
