Wärme

1. Wann ist der äußere Wärmeübergang an der Bauteiloberfläche am größten?

a) Bei Sturm
b) Bei schwachem Wind
c) Bei Windstille

2. Was ist der Wärmedurchlasswiderstand?

a) Eine Baustoffkonstante
b) Eine Gebäudekennzahl
c) Eine Bauteilkenngröße

3. Ordnen Sie die richtigen Einheiten den folgenden Kenngrößen A bis D zu:

a) W/mK
A Strahlungsintensität
b) W/m2K
B Wärmeleitfähigkeit
c) m2K /W
C Wärmedurchgangskoeffizient
d) W/m2
D Wärmeübergangswiderstand

4. Was versteht man unter Konvektion?
Teilchentransport…

a) …ausschließlich durch Auswirkungen des Temperaturgradienten
b) …durch äußere Einwirkung (Gebläse, Pumpe)
c) …durch die Schwerkraft

5. Durch welche Vorgänge erfolgt die Abgabe der Wärme von der Außenoberfläche eines Außenbauteils an die Außenluft während der Nacht?

a) Ausschließlich über Konvektion
b) Ausschließlich durch Strahlung
c) Sowohl über Konvektion als auch durch Strahlung
d) Durch Verdunstung an der Außenoberfläche
e) Durch Taubildung an der Außenoberfläche

7. Welche Nachteile besitzt eine Außendämmung?

a) Kosten (z.B. Gerüst)
b) Der sommerliche Wärmeschutz wird herabgesetzt
c) Thermische Beanspruchung des Mauerwerks
d) Erzeugung von Wärmebrücken

8. Gegeben ist eine Außenwand
(B · H = 8 m · 3,5 m) mit einem Fenster
(B · H = 3,5 m · 2 m)

Wandaufbau:
Innenputz d = 1 cm λ = 0,8 W/mK Innendämmung d = 10 cm
λ = 0,04 W/mK
Mauerwerk d = 36 cm λ = 0,8 W/mK
Außenputz d = 1,5 cm
λ = 0,8 W/mK

Daten des Fensters:
Rahmenanteil: 20 %
U-Wert Glas: Ug = 2,0 W/m2K
U-Wert Rahmen: Uf = 1,2 W/m2K
Längenbez. Wärmedurchgangskoeffizient Fenster: Ψ = 0,15 W/mK
Berechnen Sie den mittleren U-Wert Um der Außenfassade!

9. Ihnen sind folgende Daten im stationären Zustand gegeben:

Aufbau Verglasung:
Glas λ = 0,80 W/mK d = 4,0 mm
ruhende Luftschicht R = ? d = ?
Glas λ = 0,80 W/mK d = 4,0 mm

Gemessene Temperaturen:
θe = 0,0°C
θse = 2,3°C
θsi = 11,5°C

Bestimmen Sie die Dicke der ruhenden Luftschicht zwischen den beiden Scheiben!

10. Ihnen sind folgende Daten im stationären Zustand gegeben:

Außenwandaufbau:
Innenputz λ = 0,47 W/mK
d = 2,0 cm
Leichtbeton λ = 0,29 W/mK
d = 24,0 cm
PS – Hartschaumplatte λ = 0,035 W/mK d = 12,0 cm
Außenputz λ = 0,41 W/mK
d = 0,5 cm

Klimatische Randbedingungen:
θe = -7,0°C
θsi = 19,2°C

Bestimmen Sie die Temperatur im Innenraum θi!

11. Ein Vorschlag der Tabakindustrie vor Einführung des Rauchverbots war, Gastwirtschaften zum Schutze der Nichtraucher mit 16 Litern pro Gast und Sekunde zu lüften.

a) Berechnen Sie die aus dem Vorschlag resultierende Luftwechselrate für eine Gastwirtschaft mit 60 m2 Grundfläche und 2,8 m Raumhöhe, die durchschnittlich von 42 Gästen besucht wird.
b) Wie hoch sind die zusätzlichen Kosten für den Heizenergiebedarf pro Heizperiode durch den erhöhten Luftwechsel im Vergleich zu einem in diesem Fall angenommenen hygienischen Mindestluftwechsel von 6 h(hoch) -1?
Nehmen Sie dazu an, dass die Gastwirtschaft während der Heizperiode an 200 Tagen für 12 Stunden mit dem berechneten Luftwechsel ohne Wärmerückgewinnung gelüftet wird und die Außenlufttemperatur 22°C und die durchschnittliche Außentemperatur 2°C beträgt. Der Preis der kWh unter Berücksichtigung aller Anlagenverluste beträgt 0,08 €/kWh.

12. In einem Altbau herrscht eine Innenlufttemperatur von 22°C sowie eine innenseitige Oberflächentemperatur von 14°C, während die Außenlufttemperatur -10°C beträgt.

a) Welchen U-Wert weist die Wand auf?

12. In einem Altbau herrscht eine Innenlufttemperatur von 22°C sowie eine innenseitige Oberflächentemperatur von 14°C, während die Außenlufttemperatur -10°C beträgt.

b) Die Wand soll nachträglich mit einer Außendämmung versehen werden. Wie dick muss eine Dämmschicht mit der Wärmeleitfähigkeit λ = 0,04 W/mK mindestens sein, damit die Innenoberfläche anschließend 19°C aufweist? (ein ggf. nötiger Außenputz soll dabei vernachlässigt werden)

13. Auf welche Außenwand eines freistehenden Gebäudes trifft an einem sonnigen Wintertag die höchste Strahlungsintensität auf?

a) Süd-Wand
b) West-Wand
c) Nord-Wand
d) Ost-Wand

14. Ihnen sind folgende Emissionszahlen gegeben:
ε1 = 0,7 ε2 = 0,5

Berechnen Sie die Strahlungskonstante C1,2 von zwei planparallelen, benachbarten Häuserwänden!

15. In einer spanischen Stadt wurde ein Bürokomplex mit den untenstehenden Daten errichtet:

Fassadenanteil Verglasung 90 %
Fassadenanteil Stahlstützen 10 %
Fassadenfläche gesamt 200 m2
Um-Wert der Fassade
1,2 W/m2K
Gesamtenergiedurchlassgrad der Fenster 0,30
Strahlungsintensität im Mittel
300 W/m2
Personenanzahl 20
Wärmeabgabe pro Person
100 W
θe = 37°C

Bestimmen Die die Kühlleistung der Klimaanlage, um die Innenlufttemperatur der nach Süden orientierten Büros auf 18°C zu halten! Alle angrenzenden Räume besitzen die gleiche Innenlufttemperatur.

16. Ihr Auftraggeber möchte von Ihnen den mittleren U-Wert seines Bungalows berechnet haben. Dieser hat eine Grundfläche von 5 m · 6 m und eine Raumhöhe von 3 m. Der Keller, mit selber Grundfläche und einer Höhe von 2 m wird nicht genutzt und auch nicht beheizt.

Daten:
UAußenwand = 0,23 W/m2K
UDach = 0,49 W/m2K
UBoden = 2,62 W/m2K

17. In den Rocky Mountains liegt in 3500 m Höhe eine naturbelassene Skihütte, die unter den gegebenen klimatischen Randbedingungen untersucht werden soll.

Daten Wandaufbau:
Innenputz λ = 0,77 W/mK
d = 1,5 cm
Innendämmung λ = 0,04 W/mK
d = 10,0 cm
Amerikanische Roteiche λ = 0,15 W/mK
d = 24,0 cm
Reflexionsgrad der Außenoberfläche

Klimatische Randbedingungen:
ρ = 0,53
Strahlungsintensität der Sonne
I = 850 W/m2
θi = 15,0 °C
θe = 7,0 °C

Berechnen Sie die Außenoberflächentemperatur θse!