Bauphysiklabor

Zur fachgerechten Ausführung eines Gebäudes gehört eine luftdichte Gebäudehülle. Entsprechende Anforderungen sind u.a. in der Energieeinsparverordnung (EnEV) formuliert. Der Begriff Blower Door steht für ein Verfahren, mit dem ein Gebäude auf seine Luftdichtheit untersucht werden kann. Das System besteht aus einem Ventilator, der mit Hilfe einer luftdichten Plane und einem flexiblen Rahmen in eine Außentür oder ein Fenster eingebaut wird. Dazu gehört eine Mess- und Steuereinheit, mit der die notwendigen Druckdifferenzen eingeregelt und die geförderten Volumenströme ermittelt werden können. Für die Leckageortung wird das Gebäude auf einen Unterdruck von 50 Pa relativ zur Umgebung gebracht. Während diese Druckdifferenz konstant gehalten wird, wird das gesamte Gebäude auf Undichtheiten untersucht.

Gefundene Leckagen werden protokolliert und können nachgebessert werden.

Bei der eigentlichen Luftdichtheitsmessung wird sowohl eine Über- als auch eine Unterdruckmessung durchgeführt und der sog. n50-Wert ermittelt. Dieser beschreibt den Luftwechsel, d.h. das pro Zeiteinheit ausgetauschte Luftvolumen, bezogen auf das Luftvolumen des gemessenen Gebäudes, bei einer Druckdifferenz von 50 Pa. Grenzwerte für den n50-Wert sind in der EnEV und der DIN 4108-7 festgelegt.

Die Infrarot (IR)-Thermographie stellt derzeit das wohl wichtigste Verfahren zur Erfassung thermischer Schwachstellen von Gebäuden dar. Das Prinzip der Thermographie beruht darauf, dass jeder Körper aufgrund seiner Temperatur eine charakteristische elektromagnetische Strahlung – auch Temperatur- oder Wärmestrahlung genannt – abgibt. Gemessen wird bei der Thermografie in zwei sog. atmosphärischen Fenstern von 2 - 5 μm (mittleres Infrarot, kurzwellig) und 8 - 12 μm (fernes Infrarot, langwellig). Grundlage der Auswertung der Messung ist das sogenannte Stefan-Bolzmannsche-Gesetz, mit dessen Hilfe auf die Oberflächentemperatur des Körpers zurückgeschlossen werden kann. Die eingesetzte Kamera (Fabrikat Varioscan, Jenoptik) ist ein scannendes System, das im langwelligen Infrarot arbeitet und eine Temperaturauflösung von unter 0,03 K aufweist.

Bei Häusern mit Lüftungsanlagen bspw. Passivhäusern ist im Allgemeinen eine Einregulierung der Zu- und Abluftventile auf die projektierten Volumenströme erforderlich. Durch ein Luftgeschwindigkeitsmessrad mit genormten Aufsatztrichter können die Volumenströme direkt an den Zu- bzw. Auslassventilen gemessen werden.

Bei der Sanierung von Bauwerken ist es vorteilhaft, detaillierte Kenntnisse über die thermischen Eigenschaften von Außen- und Innenbauteilen zur Verfügung zu haben.

In zahlreichen Fällen kann aus dem Baualter und der Region, in der das Gebäude steht, in etwa auf den Aufbau des Außenbauteils und somit auf den U-Wert (früher k-Wert) geschlossen werden. Die einzige Methode am Gebäude den Wärmedurchlasswiderstand von Außenbauteilen mit hoher Genauigkeit zu bestimmen ist das in DIN EN 12494 beschriebene Verfahren. Dabei werden die Oberflächentemperaturen des Bauteils mittels Thermoelementen oder Infrarotmessgerät und der Wärmestrom durch das Bauteil mittels Wärmeflussmessplatten aufgezeichnet. Da die Auswertung stationäre Bedingungen voraussetzt, sind Messzeiten von größer als 48 Stunden erforderlich. Das Verfahren führt bei fachgerechter Ausführung zu relativ genauen Ergebnissen mit einer Gesamtunsicherheit im Bereich von 5 bis 10 %.

Das sog. Passivhaus ist eine konsequente Weiterentwicklung des früheren Niedrigenergiehausstandards (NEH). Sein Heizwärmebedarf liegt mit nur 15 kWh/(m²a) deutlich unter den gesetzlichen Anforderungen der Energieeinsparverordnung. Es ist mit umgerechnet etwa 1,5 Liter Heizöl pro Quadratmeter beheizbar und wird daher häufig auch als 1,5 Liter-Haus bezeichnet. Der Passivhausstandard ist keine Utopie, sondern bei konsequenter Planung bei nahezu jedem Bauvorhaben realisierbar. Bei der Planung sind die folgenden Grundsätze zu Grunde zu legen:

• ausgezeichneter Wärmeschutz und Kompaktheit
• Südorientierung und Verschattungsfreiheit
• Dreifachverglasung und gedämmter Fensterrahmen
• Luftdichtigkeit des Gebäudes
• hochwirksame Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft
• Einsatz regenerativer Energien

Aufgrund umfangreicher Erfahrungen auch bei der Langzeitüberwachung von ausgeführten Passivhäusern können Hilfestellungen bei der Planung und Ausführung mit einer wissenschaftlichen Begleitforschung angeboten werden.

Die Lufttemperatur und die relative Feuchte in Räumen können durch kleine Messgeräte elektronisch erfasst und über längere Zeiträume aufgezeichnet werden. Nach dem Einsatz werden die Daten aus den Geräten ausgelesen und in Auswerteprogrammen über der Zeit dargestellt. Es entsteht eine zeitabhängige Darstellung des jeweiligen Raumklimas.

Die Schalldämmung zweischaliger Bauteile kann durch sog. Schallbrücken erheblich herabgesetzt werden. Für eine Nachbesserung ist die Lokalisierung dieser Schallbrücken eine notwendige Voraussetzung. Durch Aufsetzen von Mikrofonen an unterschiedlichen Positionen der Bauteiloberfläche und Schallanregung des Bauteils werden Schallbrücken lokalisiert.

Mit dem Messsystem Norsonic RTA 840 können bauakustische Größen wie Luftschalldämmung, Trittschalldämmung und Nachhallzeiten in Gebäuden bestimmt werden. Dazu werden in den betroffenen Räumen mit Lautsprechern oder einem Normhammerwerk Schallpegel erzeugt und mit Mikrofonen gemessen. Die Messungen erfolgen parallel in allen relevanten Frequenzbereichen. Die Auswertung erfolgt auf Basis der bauakustischen Normenreihe DIN EN ISO 140. Die Ergebnisse der Luft- bzw. Trittschalldämmung können mit projektierten Werten verglichen werden und stellen dadurch eine Güteprüfung der betroffenen Bauteile dar. In Räumen gemessene Nachhallzeiten sind für die o.g. Auswertungen erforderlich, können aber auch als Grundlage für raumakustische Planungen verwendet werden, die bspw. für eine ausreichende Sprachverständlichkeit erforderlich sind.