Vorwort zur fünften Auflage Autoren und Verlag freuen sich, dass das vorliegende Buch - nach seiner ErstErscheinung im Jahr 1996 - nunmehr in der fünften Auflage herausgegeben wird. Gegenüber der vierten Auflage sind– neben orthografischen Korrekturen – einige Zeichnungen und Tabellen aus Gründen besserer didaktischer Verständlichkeit geändert worden; ferner wurden das Literatur- und das Normenverzeichnis aktualisiert: In letzter Zeit ist in der bauphysikalischen Lehre die Tendenz zu beobachten, dass Einzelgebiete (z.B. „Energieeffizientes Bauen“) separat herausgegriffen werden. Energieeinsparung stellt natürlich ein Kerngebiet der Bauphysik dar, aber Bauphysik ist breiter. Deshalb umfasst die „Bauphysikalische Aufgabensammlung mit Lösungen“ alle Teilgebiete der Bauphysik, nämlich: Wärme, Feuchte, Schall, Brand, Tageslicht und Stadtbauphysik. Dies ist eine Stärke des vorliegenden Buches, die von der ersten Auflage an gegeben war und beibehalten wird. Die Aufgaben und Lösungen sollen vor allem dem Lernenden die Breite des Stoffes und die Interdependenzen zwischen den einzelnen Teilgebieten aufzeigen. Eine Vertiefung von Einzelgebieten – ohne Ausblendung der übrigen – ist dann, wenn gewollt, natürlich auch möglich. Das ergibt die erfolgreiche Mischung zwischen Differenziation und Kooperation der Disziplinen, die wir beim nachhaltigen Agieren im Bauwesen so dringend brauchen. Stuttgart, den 15. Oktober 2012 (o. Prof. (em.) Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. mult. Dr. E.h. mult. Karl Gertis) VI Vorwort Vorwort zur ersten und zweiten Auflage Lange umständliche Vorworte langweilen den Leser. Deshalb sei kurz zusammengefasst, worum es in diesem Buch geht. Die "Bauphysik" hat sich in den letzten Jahrzehnten im In- und Ausland zu einer bedeutenden Fachdisziplin entwickelt. Bauphysikalische Kenntnisse sind beim Entwurf, bei der Planung, bei der praktischen Ausführung und bei der Nutzung von Bauwerken unerläßlich geworden. Wie ein Memorandum der Ständigen Konferenz der Bauphysik-Professoren an wissenschaftlichen Hochschulen ausführt, umfaßt die Bauphysik die Phänomene von Wärme (Energie), Feuchte, Schall, Brand und Tageslicht, die fallweise im Inneren von Räumen, in den Bauteilen selbst bzw. auch in der Umgebung von Bauwerken, d.h. in deren städtischem Verbund, in Erscheinung treten können (Stadtbauphysik). Die Bedeutung der einzelnen Teilgebiete wird durch folgende Kurzbeschreibung verdeutlicht: Wärme Energieeinsparung wird zunehmend bedeutsamer und bestimmt die technische Ausführung von Bauwerken erheblich mit. Berechnung, Planung und Ausführung notwendiger Wärmeschutzmaßnahmen am Gebäude zu beherrschen, ist für Architekt und Bauingenieur unerläßlich. Die Wärmeschutzverordnung verlangt hierzu detaillierte Kenntnisse. Niedrigenergiehäuser bzw. Nullheizenergiehäuser erfordern a priori eine konsequente Einbindung bauphysikalischer Belange. Wärme- in Verbindung mit Feuchteschutz schafft behagliche und wohnhygienische Verhältnisse. Feuchte Nur wenige Beanspruchungen auf das Bauwerk sind so intensiv und zugleich gefährdend für seine Funktion und seinen materiellen Bestand wie die Feuchte. Abdichtungsfragen und Probleme des Feuchteschutzes gegen alle Formen einwirkenden Wassers als Flüssigkeit oder Dampf von außen, innen, unten und im Querschnitt müssen von Architekten und Ingenieuren bis zur Detailausführung beherrscht werden. Vorwort VII Schall Lärm wird in unserer hochtechnisierten Gesellschaft zunehmend zu einer Menschheitsgeißel; die Menschen vor dem Maschinen-Zeitalter kannten keinen Lärm. Eine "ruhige" Wohnung ist Wunsch vieler Millionen Menschen. In zunehmendem Maße wird auch der Schallschutz im städtebaulichen Raum, zwischen Gebäuden und Verkehrsflächen eine der wichtigsten Maßnahmen des Umweltschutzes. Architekt und Ingenieur müssen in der Lage sein, Schallschutzmaßnahmen in der Planung zu berücksichtigen und in der Ausführung zu realisieren. Jüngste Negativbeispiele haben wiederum gezeigt, daß bei Räumen mit besonderen Anforderungen an die Sprach- oder Musikverständlichkeit bauphysikalische Maßnahmen zur Anpassung der Raumakustik unverzichtbar sind. Brand Milliarden-Vermögen gehen jährlich durch Brandfolge verloren. Schutz von Leben und Gesundheit, Schutz des Eigentums und Schutz von Sachwerten verlangen vom Architekten und Ingenieur Kenntnisse des vorbeugenden baulichen Brandschutzes und der geltenden brandschutztechnischen Gesetze und Bestimmungen sowie ihrer baulichen Umsetzung bei der Planung und Ausführung. Tageslicht Tageslicht und Sonne sind für das psychische und physische Wohlbefinden des Menschen unerläßlich. Neben Aspekten der Energieeinsparung und der Außenlärmeinwirkung erhält die Fenstergestaltung, auch im Hinblick auf die natürliche Beleuchtung und Besonnung, eine besondere Bedeutung bei der Planung von Gebäuden. Tages- und Kunstlicht müssen sich ergänzen. Stadtbauphysik Bei der immer dichteren Urbanisierung kommt den Vorgängen "ante portas" eine steigende Bedeutung zu. Wir sind mit den Veränderungen, die in der mit Bauten durchsetzten Umwelt hervorgerufen werden, nicht mehr zufrieden. Die Verschlechterung des Klimas und die Lärmausbreitung in der Nahumwelt unserer Gebäude bereiten uns zunehmend Sorgen. VIII Vorwort Die vielfältigen bauphysikalischen Inhalte wollen wohl verstanden und gut eintrainiert sein. Hierbei möchte das vorliegende Buch helfen. In ihm spiegelt sich die didaktische Erfahrung eines Universitätslehrers wieder, der als Privat-Dozent der Universität Stuttgart, als ordentlicher Professor für Bauphysik und Materialwissenschaften der Universität Essen und als Ordinarius für Konstruktive Bauphysik der Universität Stuttgart über ein ViertelJahrhundert Bauphysik gelehrt hat. Auch die wissenschaftlichen und praktischen Erfahrungen als Direktor des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik und als Mitinhaber eines Ingenieurbüros für Bauphysik sind in die "Bauphysikalische Aufgabensammlung" eingeflossen. In den letzten Jahren macht sich peu à peu die Harmonisierung der technischen Begriffe und der Bezeichnung der bauphysikalischen Größen innerhalb der Europäischen Gemeinschaft bemerkbar. Für einen gewissen Teil der bauphysikalischen Ausdrücke folgen daraus neue Buchstabenzeichen, die meist aus dem englischen oder französischen Sprachraum abgeleitet wurden. Für einen anderen großen Teil sind die Standardisierungsarbeiten noch nicht abgeschlossen. Deshalb – und aus didaktischen Gründen – erscheint es im derzeitigen „Status transeundi“ nicht sinnvoll, partiell auf die neuen Bezeichnungen umzuschwenken; dies würde zu einer Verwirrung führen. Es sei aber vorab darauf hingewiesen, daß zu einem späteren Zeitpunkt eine komplette Umstellung auf europäische Bezeichnungen erfolgen wird. Aufgaben zu einem bestimmten Lehrkanon und stringente Lösungen entstehen immer im Dialog mit den wissenschaftlichen Mitarbeitern. Folgende Damen und Herren haben während der vielen Lehrjahre in kürzeren und längeren Etappen bei der Aufgaben- und Lösungserarbeitung mitgewirkt: Herr Dipl.-Ing. H. Erhorn Herr Prof. Dr.-Ing. G. Hauser Herr Prof. Dr.-Ing. K. Kießl Herr Ing. H. Labus (verstorben 1974) Herr Prof. Dr.-Ing. W. Leschnik Herr Prof. Dr.-Ing. S. R. Mehra Frau Dipl.-Ing. M. Munding Herr Dr.-Ing. M. Szermann Frau Dipl.-Ing. E. Veres Herr Dr.-Ing. U. Wolfseher Ihnen allen sei für die frühere bzw. – bei einigen Mitarbeitern – noch heutige Zuarbeit herzlich gedankt. Gedankt sei ferner Frau cand.-Oec. C. Schöttler und Herrn cand.-Ing. M. Lukschandel sowie Herrn Dipl.-Ing. A. Wichtler für die Durchsicht und Fertigstellung des Manuskripts und Herrn cand.-Designer T. Weitzel für die Mitgestaltung der Bilder. Für jedes bauphysikalische Teilgebiet enthält das Buch sogenannte "Verständnisfragen" und Aufgaben, jeweils mit Lösungen. Die Antwort auf die Verständnisfragen bedarf keines Vorwort IX Rechenganges. Gerade deswegen sind sie für den Lernenden von besonderem Gewinn; er kann schnell feststellen, ob er den bauphysikalischen Stoff verstanden hat. Allerdings sollte er nicht ungeduldig sofort die Antworten und Lösungen im Teil B einsehen, sondern sich redlich bemühen, die Antworten und Lösungen zunächst selbst zu finden; erst dann wird sich der eigentliche Wert des Buches offenbaren, und zwar für Studierende gleichermaßen wie für Praktizierende auf den Sektoren der Architektur, des Bauingenieurwesens, der Technischen Gebäudeausrüstung und der benachbarten Fachgebiete, wo immer bauphysikalische Fragen hereinspielen. Stuttgart, den 4. September 1996 und 4. September 1999 (o. Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. mult. Dr. E.h. mult. Karl Gertis) http://www.springer.com/978-3-8348-1867-6