GEBÄUDETECHNIK. Klaus Daniels. Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure. 3. überarbeitete Auflage. Oldenbourg Industrieverlag München

(1)

Klaus Daniels

GEBÄUDETECHNIK

Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure

3. überarbeitete Auflage

Oldenbourg Industrieverlag München v / d i f Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

(2)

Inhalt

1. Gebäudeperformance 2. Mensch und Behaglichkeit

11

23 2.1

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

in

3.

4.

4.1 4.1.1 4.1.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.2.1 4.3.2.2 4.3.2.3 4.3.2.4 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8 4.3.9 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.4.1 4.4.4.2 4.4.4.3 4.4.5 4.5

Thermische Behaglichkeit Hygienische Behaglichkeit Akustische Behaglichkeit Visuelle Behaglichkeit

Elektromagnetische Verträglichkeit Einfluß von Farben

SBS-Syndrom

Integrierte Planungsansätze Heizungsanlagen

Wärmeleistungsbedarf

Transmissions-Wärmeleistungsbedarf Wärmedurchgangskoeffizient k Lüftungs-Wärmeleistungsbedarf Räume gegen Erdreich

Gesamter Wärmeleistungsbedarf Tatsächlicher Wärmeleistungsbedarf Primärenergieträger

Feste Brennstoffe Flüssige Brennstoffe Gasförmige Brennstoffe Solarenergie

Umweltverträglichkeit Wärmeerzeugungsanlagen Fernwärme

Eigenwärmeerzeugung Einzelheizungen

Kesselanlagen (Verbrennung fester Brennstoffe)

Kesselanlagen (öl-, gasbefeuert) Kesselanlagen (elektrisch betrieben) Schornsteine

Öllagerung Kollektoren Brennstoffzellen Wärmepumpen

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Holzschnitzelfeuerung Wärmeenergieverteilung Zweirohrsysteme

Einrohrsystem Etagenheizung Rohrleitungen Materialien Korrosion Dimensionierung Wärmedämmung Heizköroer und Flächen

26 30 32 33 33 35 38 41 47 48 49 49 49 50 50 52 54 55 56 57 57 57 59 59 61 61 61 63 66 68 71 72 75 77 80 82 83 83 84 84 85 85 85 86 87 90 4.5.1

(Arten der Raumheizungen)

Radiatorenheizung 91

4.5.1 4.5..1 4.5.1 4.5..1 4.5.1 4.5 4.5.

4.5.

.1 .2 .2 4.5.3 4.5 4.5.

4.5.

.4 .5 .5 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .1

.1 .5.2 .5 4.5.5 4.5.

4.6

5.

5.1 5.1.

.6

.1 5.1.2 5.1.

5.1.

.2 .3 .4

.1 .2.2 2.3.

5.1.2.4 5.1. 2 5.1.3 5.1..3

.5 .1 5.1.3.2 5.1. 3..3 5.1.3.4 5.1.

5.1.

.3 .5 .3.6 .3.7 5.1.3.8 5.1.

5.2 5.2.

.4 .1 5.5.2 5.2. 3 5.2.4 5.2.

5.2.

5.3 5.3.

.5 .6 7 ,1 5.3.2 5.4 5.4.

5.4.

1 2 .3 ,4

Gußradiator Stahlradiator Aluminiumradiator Kunststoffradiator Röhrenradiator Handtuchheizkörper Flächenheizkörper Strahlplatte Rohrradiator Konvektorheizung Flächenheizung Fußbodenheizung Deckenheizung Wandheizung Fassadenheizung

Raumtemperaturregelung

Heizzentralen/Schächte/Horizontal- Installation

Sanitär- und Feuerlöschanlagen Kaltwasserversorgung

Trinkwasser/Brauchwasser Kaltwasser-Bedarf

Wassergewinnung Quellwasser Grundwasser Seewasser

Regenwasser als Betriebswasser (Zisterne) Meerwasser

Kaltwasser-Verteilung Verteilnetze im Außenraum Hydranten

Hauszuleitung Wasserzählung Verteilbatterie

Werkstoffe/Dimensionierung Druckerhöhungsanlagen Verteilungs-Systeme Wasseraufbereitung Warmwasserversorgung Warmwasserbedarf Versorgungsarten

Brauchwarmwasser-Erzeugung Brauch warmwasser-Verteilung Brauchwarmwasser-Abgabe Dimensionierung

Isolierung von Brauchwarmwasser-Anlagen Gasversorgung

Hauzuleitungen Gasgeräte-Aufstellung Gebäudeentwässerung Begriffe und Definitionen Anlagenmerkmale Werkstoffe Grundleitungen

(3)

5.4.5 5.4.6 5.4.7 5.4.8 5.4.9 5.4.10 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.6 5.6.1 5.6.2 5.7 5.7.1 5.7.2 5.7.3 5.7.4 5.7.5 5.7.6 5.8 5.8.1 5.8.2 5.8.3 5.8.4 5.9

6.

6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 6.2.8 6.2.9 6.3 6.3.1 6.3.2

Sammelleitungen Falleitungen

Regenabwasserleitungen Abscheider

Dimensionierung von Schmutzwasser- leitungen

Abwasser-Förderanlagen Grundstücksentwässerung Werkstoffe

Grundleitungen

Anschlüsse an öffentliche Kanalisation Sickerleitungen

Regenwassernutzung Betriebswasser zu Spülzwecken Betriebswasser zu Kühlzwecken Sanitäre Einrichtungen Richtwerte der Raumausstattung Platzbedarf für Sanitär-Apparate Platzbedarf von Kücheneinrichtungen (Wohnungsbereich)

Einrichtungen von Behindertenanlagen Objekte

Armaturen

Brandschutzanlagen / Feuerlösch- einrichtungen

Feuerlöscheinrichtungen (Hydranten) Handfeuerlöscher

Sprinkleranlagen

CO2-Feuerlöschanlagen (Kohlendioxyd- Feuerlöschanlagen)

Zentralen/Schächte/Horizontal- installationen

Lüftungs- und Klimatechnik (RLT-Anlagen)

Natürliche Lüftung (Freie Lüftung) Windanfall

Lüftung durch Fensterelemente Lüftung mit Hilfe von Schächten Lüftung über Hallen und Wintergärten Auslegungsverfahren für natürliche Lüftungssysteme

Kühllastberechnung Innere Kühllast Äußere Kühllast Kühllast des Gebäudes Thermische Raumbelastungen Wärmespeicherung im Gebäude Außentemperaturen

Sonnenstrahlung Fassaden

Berechnungsverfahren, Kurzverfahren Luftraten und Luftwechselzahlen Luftraten

Luftwechsel

150 151 151 153 154 156 158 159 159 160 160 162 162 163 165 165 165 167 169 170 171 172 172 174 175 177 178

181

182 182 184 186 187 190 192 192 192 192 192 193 193 194 195 201 208 208 208

6.4 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.5.5 6.5.6 6.5.7 6.5.8 6.5.9 6.5.10 6.5.11 6.6 6.6.1 6.6.2 6.6.3 6.6.4 6.7 6.7.1 6.7.2 6.7.2.1 6.7.2.2 6.7.2.3 6.7.3 6.7.3.1 6.7.3.2 6.7.3.3 6.8

C O 1 D.O. I

6.8.2 6.8.3 6.9 6.9.1 6.9.2 6.9.3 7.

7.1 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.2 7.2.1 7.2.1.1 7.2.1.2 7.2.1.3 7.2.1.4 7.2.2

h, x-Diagramm 212 Komponenten der Lüftungs- und Klima- 213 technik

Luftfilter 213 Wärmerückgewinnung 217 Lufterhitzer und-kühler 219 Luftbefeuchter 221 Ventilatoren 224 Abscheider 226 Misch- und Verteilkammern 226 Volumenstrom- und Mischregler 227 Luftdurchlässe 229 Klappen 235 Klimageräte/Kühlgeräte/Induktionsgeräte 235 Luftführung im Raum 238 Luftführung bei Tangentialströmungen 239 Luftführung von oben nach oben 240 Luftführung von unten nach oben 241 Luftführung von oben nach unten 242 Turbulenzarme Verdrängungsströmung

Lüftungs- und Klimasysteme 244 (RLT-Anlagen)

Klassifizierung 244 Nur-Luft-Systeme 247 Ein-Kanal-Anlagen 247 Zwei-Kanal-Anlagen 250 Nieder- und Hochgeschwindigkeitsanlagen 250 Luft-Wasser-Systeme 250 Induktionsanlagen 252 Fan-Coil-Anlagen 252 Kleinwärmepumpenanlagen 252 Stille Kühlsysteme 253 Kühldecken 256 Fallstromkühlung 258 Bauteilkühlung 260 Zentralen /Schächte /Horizontal- 262 Verteilungen

Runde und eckige Kanäle 262 Schächte und Trassen 264 Zentralen 266 Kälte- und Kühlsysteme 271 Leistungsbilanz (Kälteenergiebedarf) 273 Zeitliche Abhängigkeit von Verbrauchern 273 Zeitliche Abhängigkeit der Erzeugerleistung 274 Summenkurven von Verbrauchern und 275 Erzeugern

Kälteerzeugung 275 Der Kälteerzeugungsprozeß 275 Der Carnot'sche Kreisprozeß 275 Der Kreisprozeß der Kaltdampfmaschine 276 Der Kreisprozeß der Absorptionsmaschine 277 Kältemittel 277 Kältemaschinen 281

(4)

7.2.2.1 7.2.2.2 7.2.2.3 7.2.2.4 7.2.2.5 7.2.2.6 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 7.2.7 7.2.8 7.2.9 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.5 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.6 7.6.1 7.6.2 7.6.3 in

Kompressions-Kältemaschinen mit Spiralverdichter

Kompressions-Kältemaschinen mit Kolbenverdichter

Kompressions-Kältemaschinen mit Turboverdichtern

Kompressions-Kältemaschinen mit Schraubenverdichtern

Absorptions-Kältemaschinen R718-Wasserkühler

Brunnenkühlung

Erdsonden (untiefe Geothermie) Erdkälte (Thermolabyrinthe) Kälteerzeugung durch Solarenergie Kühlung durch sorptive Luftentfeuchtung Sorptionsgestützte Klimatisierung Sonstige Verfahren

Wärmepumpengeräte Wärmepumpengeräte, Wasser-Wasser-Austausch Wärmepumpengeräte, Wasser-Luft-Austausch Rückkühlsysteme Offene Rückkühlwerke Geschlossene Rückkühlwerke Rückkühlwerke für freie Kühlung Eisspeichersysteme

Systemvarianten Planungsgrundlagen Betriebscharakteristika Kälteenergieverteilung Kaltwassernetze

Kühlwassernetze Rohrleitungen/Isolierung

Kältezentralen/Schächte/Horizontal- verteilungen

282 283 283 284 285 286 287 287 289 291 291 293 295 297 297 298 299 299 300 302 303 303 304 305 306 306 308 309 313

8. Starkstromanlagen 315 8.1 Elektrischer Energiebedarf 316

(Leistungsbilanz)

8.1.1 Motoren 316 8.1.2 Steckdosenverbraucher 317 8.1.3 Aufzugs-und Förderanlagen 317 8.1.4 Beleuchtungsanlagen 317 8.1.5 Küchengeräte 317 8.1.6 Leistungsbilanz und Gleichzeitigkeitsfaktor 317 8.2 Allgemeines 320 8.2.1 Elektrische Energieerzeugung 320 8.2.2 Elektrische Energieversorgung (EVU) 321 8.2.3 Stromtarife 322 8.2.4 Allgemeine Begriffe 322 8.3 Netzeinspeisung 324 8.3.1 Niederspannungseinspeisung 324 8.3.1.1 Hausanschluß 324 8.3.1.2 Hausanschlußraum 325 8.3.1.3 Meßeinrichtungen (Zähler) 326

8.3.2 8.3.2.1 8.3.2.2 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.2.1 8.4.2.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.5.4 8.6 8.7 8.7.1 8.7.2 8.8 8.8.1 8.8.2 8.9 8.9.1 8.9.1.1 8.9.1.2 8.9.2 8.9.2.1 8.9.3 8.9.4 8.10 8.11 9.

9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.2.5 9.2.5.1 9.2.5.2 9.2.5.3 9.2.6 9.2.7 9.2.8 9.2.9 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3

Mittelspannungseinspeisung Mittelspannungsschaltanlage Transformatoren

Energieverteilung

Niederspannungs-Schaltanlage Versorgungssysteme

Kabelsysteme Schienensysteme

Vordimensionierung von elektrischen Leitungen bei Kleinobjekten

Unterverteilung Installationsanlage Bussystem (EIB) Geschoßinstallation

Unterflur-Elektroinstallationen Brüstungsinstallation

327 327 328 330 330 332 334 336 336 337 339 344 347 347 351 Installationssäulen mit Deckeninstallationen 352 Wandinstallationen 352 Schutzmaßnahmen und Schutzarten 354 Installationsgeräte 357 Schalter 357 Steckdosen/Anschlußdosen 357 Anlagen für Sonderspannungen 358 Motor-Generator-Sätze 358 Unterbrechungsfreie Stromversorgung 359 (USV-Anlage)

Eigenstromversorgung 360 Netzersatzanlage 360 Notstromberechtigte Verbraucher 362 Auslegung der Netzersatzanlage 362 Blockheizkraftwerk-Anlage (BHKW-Anlage) 363 Auslegung der BHKW-Anlage 363 Batterieanlagen 366 Photovoltaik 368 Blitzschutzanlagen 371 Elektrozentralen/Schächte/Verteilung 373 Lichttechnik 377 Das menschliche Auge 378 Lichttechnische Gütekriterien 379 Allgemeines 379 Begriffe - Formelzeichen - Dimensionen 380 Wahrnehmungsablauf 387 Beleuchtungsstärke - Leuchtdichte 388 Blendung 389 Direkt- und Reflexblendung 389 Blendung durch Tageslicht 390 Blendung bei Datensichtgeräten 390 Lichtfarbe - Farbtemperatur 391 Lichtspektrum - Farbwiedergabe 392 Lichtrichtung und Schattenwirkung 393 Sonstige lichttechnische Gütekriterien 395 Theoretisches Leuchtdichtemodell 396 Allgemeines 396 Oberflächenstruktur und Reflexionsgrad 396 Farbe 398

(5)

9.3.3.1 9.3.3.2 9.3.4 9.3.5 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.4 9.5.5 9.5.6 9.5.7 9.5.8 9.6 9.6.1 9.7 9.7.1 9.7.1.1 9.7.1.2 9.7.1.3 9.7.1.4 9.7.2 9.7.3 9.7.4 9.7.5 9.7.6 9.7.7 9.7.8 9.7.9 10.

10.1 10.2 10.2.1 10.2.1.

10.2.1.

10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.3.

CIE-System Munsell-System Strahlungscharakteristik

Beispiel für die Ermittlung theoretischer Leuchtdichtemodelle eines Büroraumes Leuchtmittel (Lampen)

Lampenübersicht Lampenlichtausbeute

Lampen-Farbwidergabeeigenschaften Leuchten

Leuchten für Glühlampen Leuchten für Halogenglühlampen Leuchten für Kompakt-Leuchtstofflampen Leuchten für Leuchtstofflampen

Leuchten für Entladungslampen Leuchten für Sicherheitsbeleuchtung Leuchten und Luftauslässe

Lichtsysteme mit Kühldecken Wirtschaftlichkeitskriterien Berechnungsmethode

Beleuchtungssysteme in der Anwendung Bürogebäude

Büroräume Flure

Eingangshallen/Kassenhallen Vortrags- und Besprechungsräume Fabrikgebäude und Produktionsstätten Hotels, Kongreßzentren u.a.

Krankenhäuser Sportstätten Museen

Straßen und Plätze Sonstiges

Notbeleuchtung Tageslichttechnik

Tageslichttechnische Begriffe Tageslicht in Gebäuden Gütekriterien

1 Allgemeines

2 Beleuchtungsstärke - Tageslichtquotient 3 Blendungsfreiheit

Tageslichtöffnungen in Gebäuden Lage der Tageslichtöffnungen Ausführungsformen von Oberlichtern Sonnen- und Blendschutzmaßnahmen bei Oberlichtern

1 Reflexionsverglasung

10.3.3.2 Klarglasoberlicht mit äußerem, starren Sonnenschutz

10.3.3.3 Oberlicht mit beweglichem Sonnenschutz 10.3.3.

10.3.3.

4 Natürlicher Sonnenschutz durch Bepflanzung 5 Lichtstreuendes Glas

6 Prismatischer Sonnenschutz bei

398 398 398 399 400 400 401 402 404 404 405 406 407 410 410 411 414 415 415 417 417 417 419 419 421 422 422 423 423 424 424 425 426 427 428 431 431 431 431 432 432 432 432 432 432 433 433 434 434 434

10.3.3.7 10.3.3.8 10.3.4 10.3.4.1 10.3.4.2

10.3.4.3 10.3.4.4 10.3.4.5

10.3.4.6 10.3.4.7 10.4

11.

11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 11.10 11.11 11.12 11.13 12.

12.1 12.2 12.2.1 12.2.2 12.2.3 12.2.4 12.2.5 12.2.6 12.2.7 12.2.8 12.3 12.4

Isolierglas mit Spiegelprofilen Spiegelsysteme in festen Oberlichtern Sonnen- und Blendschutz bei seitlichen Fenstern

Allgemeines

Sonnen- und Blendschutz durch Fenster- kombinationen mit reduziertem

Lichtdurchgang

Äußerer, beweglicher Sonnenschutz (Außenjalousien)

Äußerer, beweglicher Sonnenschutz (Markisen)

Innerer, beweglicher Sonnenschutz mit Vertikal-Lamellenstores, Spezialtüchern oder Screens

Prismatischer Sonnenschutz Oka-Solar-Lamellen

Beispiel zur Ermittlung des Tageslicht- quotienten

Schwachstromanlagen Fernsprechanlagen Datenleitungsnetz Uhrenanlagen Sprechanlagen Personensuchanlagen Antennenanlagen

Elektroakustische Anlagen

Einbruchmelde- und Überfallmelde- anlagen

Brandmeldeanlagen

Fernsehüberwachungsanlagen Verkehrsanlagen

Zugangskontroll- und Gleitzeit- erfassungsanlagen

Zentrale Leittechnik Förderanlagen Allgemeines Personenaufzüge

Bemessung von Personenaufzügen Ermittlung der zu befördernden Personen- zahlen

Begriffserläuterungen zur Förderleistungs- berechnung

Empfohlene Verkehrswerte

Überschlägige Förderleistungsberechnung Fassungsvermögen des Fahrkorbes Betriebsgeschwindigkeit

Triebwerksraumgrößen, Über- und Unterfahrten

Lastenaufzüge

Technische und bauliche Maßnahmen

435 435 437 437 437

437 438 439

440 441 444

445 447 447 448 448 449 449 450 451 452 453 453 454 455 459 460 460 460 460 461 461 461 461 462 464 464 465

Oberlichtern für Personen- und Lastenaufzüge

(6)

12.4.1 12.4.2 12.4.3 12.4.4 12.4.5 12.5 12.6 12.7

12.8 12.8.1 12.8.1.1 12.8.1.2 12.8.1.3 12.8.2 12.8.2.1 12.8.2.2 12.8.2.3 12.9 12.9.1 12.9.2 12.10 12.10.1 12.10.2 12.10.3

Zuordnung Antriebstechnik Bauliche Maßnahmen Fahrkörbe

Steuerung der Aufzüge Panoramaaufzüge

Vereinfachte Güter-, Behälter-, Unterflur- und Kleingüteraufzüge Technische und bauliche Maßnahmen für Güter-, Behälter-, Unterflur- und Kleingüteraufzüge

Fahrtreppen und Fahrsteige Fahrtreppen

Anwendungsgebiet

Förderleistung von Fahrtreppenanlagen Errichten von Fahrtreppenanlagen Fahrsteige

Anwendungsgebiet

Förderleistungen von Fahrsteigen Errichten von Fahrsteigen Behälterförderanlagen

Bahngebundene Behälterförderanlagen Selbstfahrende Behälterförderanlagen Fassadenbefahranlagen

Schienenlose Systeme

Schienengebundene Fassadenaufzüge Lastaufnahmemittel

Bildnachweis Index

Literaturverzeichnis Firmenprofile

Inserentenverzeichnis

465 465 468 470 471 472 473 474

476 476 476 477 478 479 479 479 479 480 480 481 482 482 483 483

486 488 494 496 512 Anzeigen

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