Krawietz / Heimke Physik im Bauwesen
2. vollständig überarbeitete Auflage 2020
ISBN: 978-3-446-46682-1
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Ein einführendes Lehrbuch mit Beispielen
E-Book, Deutsch, 270 Seiten
ISBN: 978-3-446-46682-1
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Die behandelten Themen zur Bauphysik:
- Grundlagen der Mechanik
- Wärmetransport und Wärmeschutz
- Feuchtigkeitstransport und Feuchteschutz
- Schallausbreitung und Schalldämmung
- Elektrodynamik
- Optik und Beleuchtung
- Strahlung und radioaktive Belastung
- Brandschutz
Die für das Bauwesen physikalischen Gesetzmäßigkeiten werden dargestellt, mit Versuchen erläutert und durch Anwendungsbeispiele belegt. Darauf aufbauend werden Anforderungen an Gebäude abgeleitet und in Normen dokumentierte Nachweisverfahren benannt und beispielhaft erklärt.
Eine Vielzahl von Aufgaben zu den einzelnen Kapiteln mit ausführlichen Lösungen ermöglichen das selbstständige Lernen und Einüben der Thematik.
Schwerpunkte der Überarbeitung für die zweite Auflage:
- Die Unterteilung in den Teil 'Grundlagen' und den Teil 'Bauphysik' wird aufgehoben. Die Grundlagen werden den entsprechenden bauphysikalische Themen vorangestellt, sodass der Zusammenhang zur Anwendung unmittelbar erkennbar wird. Die Kapitel werden neu angeordnet und didaktisch optimiert.
- Mehr bauspezifische Beispiele und Bezüge zu Normen und Vorschriften.
- Das Kapitel 14 'Materialprüfung' entfällt.
- Abschnitte über radioaktive Belastung von Bauwerken sowie Radon und radongeschütztes Bauen werden neu hinzugefügt.
Prof. Dr.-Ing. Rhena Krawietz lehrt seit 2001 Physik und Bauphysik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH).
Autoren/Hrsg.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;7
2;Vorwort zur 2. Auflage;8
3;Inhaltsverzeichnis;9
4;1 Einführung;15
4.1;1.1 Physik und Bauphysik;15
4.2;1.2 Physikalische Größen;15
4.2.1;1.2.1 Symbolik;15
4.2.2;1.2.2 Maßeinheiten;16
4.2.3;1.2.3 Größen- und Zahlenwertgleichungen;18
4.3;1.3 Fehlerrechnung;18
4.3.1;1.3.1 Fehlerarten;18
4.3.2;1.3.2 Fehler einer Messreihe;19
4.3.3;1.3.3 Fehlerfortpflanzung;20
4.3.4;1.3.4 Lineare Regression (Ausgleichsgerade);22
5;2 Grundlagen der Mechanik;25
5.1;2.1 Kinematik und Dynamik;25
5.1.1;2.1.1 Punktmasse, starrer und elastischer Körper;25
5.1.2;2.1.2 Eindimensionale Bewegung;26
5.1.3;2.1.3 Bewegung im Raum;27
5.1.4;2.1.4 Newtonsche Axiome;29
5.1.5;2.1.5 Arbeit, Leistung und Energie;32
5.2;2.2 Erhaltungssätze;34
5.2.1;2.2.1 Impulssatz;34
5.2.2;2.2.2 Energiesatz;34
5.3;2.3 Bewegte Bezugssysteme;35
5.3.1;2.3.1 Inertialsystem;35
5.3.2;2.3.2 Translatorisch beschleunigte Bezugssysteme;35
5.3.3;2.3.3 Gleichförmig rotierendes Bezugssystem;36
5.4;2.4 Aufbau der Stoffe;37
5.4.1;2.4.1 Atome, Moleküle, Ionen;37
5.4.2;2.4.2 Bindungskräfte und -arten, Aggregatzustände;39
5.4.3;2.4.3 Kontinuum;40
5.5;2.5 Feste Körper;43
5.5.1;2.5.1 Starrer Körper;43
5.5.2;2.5.2 Kräfte am starren Körper;43
5.5.3;2.5.3 Statik;45
5.5.4;2.5.4 Starrer Rotator;47
5.5.5;2.5.5 Äußere Reibung;48
5.5.6;2.5.6 Elastische Stoffe;49
5.6;2.6 Flüssigkeiten und Gase;52
5.6.1;2.6.1 Kennzeichen der Flüssigkeiten und Gase;52
5.6.2;2.6.2 Druck in Flüssigkeiten und Gasen;52
5.6.3;2.6.3 Flüssigkeiten und Gase im Schwerefeld;53
6;3 Wärmetransport und Wärmeschutz von Gebäuden;55
6.1;3.1 Temperatur und Wärmemenge;55
6.1.1;3.1.1 Temperaturskalen;55
6.1.2;3.1.2 Thermische Ausdehnung;55
6.1.3;3.1.3 Temperaturmessung;56
6.1.4;3.1.4 Wärmekapazität;58
6.2;3.2 Temperaturausgleich;60
6.2.1;3.2.1 Nullter Hauptsatz der Thermodynamik;60
6.2.2;3.2.2 Arten des Wärmetransportes;60
6.2.3;3.2.3 Wärmestrom und Wärmestromdichte;61
6.3;3.3 Wärmeleitung;61
6.3.1;3.3.1 Stationärer Wärmestrom;61
6.3.2;3.3.2 Messverfahren für die Wärmeleitfähigkeit;63
6.3.3;3.3.3 Wärmedurchlass;63
6.3.4;3.3.4 Wärmeübergang;65
6.3.5;3.3.5 Wärmedurchgang;65
6.3.6;3.3.6 Temperaturverlauf in einer Wand;66
6.3.7;3.3.7 Komplexe Bauteile;68
6.3.8;3.3.8 Wärmebrücken;70
6.3.9;3.3.9 Wärmediffusion;72
6.3.10;3.3.10 Temperaturwellen;74
6.3.11;3.3.11 Kurzzeitige Wärmeableitung;78
6.4;3.4 Wärmekonvektion;80
6.4.1;3.4.1 Bewegte Flüssigkeiten und Gase;80
6.4.2;3.4.2 Luftdichtheit und Lüftung von Gebäuden;83
6.4.3;3.4.3 Konvektionsstromdichte;85
6.4.4;3.4.4 Lüftungswärmeverlust;87
6.5;3.5 Wärmestrahlung;87
6.5.1;3.5.1 Energietransport durch elektromagnetischeWellen;87
6.5.2;3.5.2 Strahlungsgesetze;88
6.5.3;3.5.3 Strahlungsabsorption, -reflexion und -transmission;89
6.5.4;3.5.4 Solare Wärmegewinne;92
6.6;3.6 Energieberechnungen;94
6.6.1;3.6.1 Energieeinsparverordnung;94
6.6.2;3.6.2 Berechnung des Nutzenergiebedarfs für Heizen und Kühlen nach DIN V 18599-2;97
6.6.3;3.6.3 Mindestwärmeschutz;102
6.6.4;3.6.4 Sommerlicher Wärmeschutz;103
6.6.5;3.6.5 Energieausweise;103
7;4 Feuchtigkeitstransport;105
7.1;4.1 Das Phasendiagramm von Wasser;105
7.2;4.2 Zustandsänderungen von Gasen;107
7.2.1;4.2.1 Zustandsgrößen;107
7.2.2;4.2.2 Zustandsgleichungen;108
7.2.3;4.2.3 Thermodynamische Prozesse;109
7.3;4.3 Mechanismen des Wassertransportes in Baustoffen;111
7.4;4.4 Kapillarer Wassertransport;112
7.4.1;4.4.1 Oberflächenspannung;112
7.4.2;4.4.2 Kapillarität;113
7.4.3;4.4.3 Maßnahmen gegen kapillaren Wassertransport;114
7.5;4.5 Luftfeuchtigkeit;115
7.5.1;4.5.1 Absolute und relative Luftfeuchtigkeit;115
7.5.2;4.5.2 Taupunkt;118
7.5.3;4.5.3 Messverfahren für die Luftfeuchtigkeit;118
7.6;4.6 Wasserdampfdiffusion;119
7.6.1;4.6.1 Wasserdampfdiffusion in Luft;119
7.6.2;4.6.2 Wasserdampfdiffusion in Bauteilen;121
7.6.3;4.6.3 Wasserdampfdurchgang durch eine Wand;122
7.6.4;4.6.4 Maßnahmen zum Tauwasserschutz;127
8;5 Schallausbreitung;128
8.1;5.1 Schwingungen;128
8.1.1;5.1.1 Harmonische Schwingungen;128
8.1.2;5.1.2 Gedämpfte harmonische Schwingungen;129
8.1.3;5.1.3 Erzwungene harmonische Schwingungen;131
8.1.4;5.1.4 Überlagerung von Schwingungen;133
8.2;5.2 Wellen;135
8.2.1;5.2.1 Wellengleichung;135
8.2.2;5.2.2 Wellenarten;137
8.2.3;5.2.3 Reflexion, Brechung und Beugung;138
8.2.4;5.2.4 Stehende Wellen;139
8.2.5;5.2.5 Doppler-Effekt;141
8.2.6;5.2.6 Elektromagnetische Wellen;141
8.3;5.3 Schwingungen von Bauteilen;143
8.3.1;5.3.1 Eigenschwingungen homogener, einschaliger Bauteile;143
8.3.2;5.3.2 Eigenschwingungen mehrschaliger Bauteile;144
8.4;5.4 Schallwellen und Schallfeldgrößen;146
8.4.1;5.4.1 Wellengleichung von Schallwellen;146
8.4.2;5.4.2 Schallgeschwindigkeit;148
8.4.3;5.4.3 Schalldruck und Schallschnelle;148
8.4.4;5.4.4 Stehende Schallwellen;150
8.4.5;5.4.5 Klanganalyse;151
8.5;5.5 Schallpegel;152
8.5.1;5.5.1 Energie- und Stromdichte einer Welle;152
8.5.2;5.5.2 Schallstärke und Schallpegel;154
8.5.3;5.5.3 Überlagerung von Schallfeldern;155
8.6;5.6 Ultraschall;156
8.7;5.7 Physiologische Akustik;157
8.7.1;5.7.1 Hörfläche;157
8.7.2;5.7.2 Lautheit;158
8.7.3;5.7.3 Bewertete Schallpegel;159
8.7.4;5.7.4 Trägheit der Gehörempfindung;160
8.8;5.8 Ausbreitung von Schallwellen;161
8.8.1;5.8.1 Reflexion und Brechung;161
8.8.2;5.8.2 Beugung;162
8.8.3;5.8.3 Schallausbreitung im Freifeld, Entfernungsgesetz;163
8.9;5.9 Schallabsorption und Raumakustik;165
8.9.1;5.9.1 Schallabsorptionsgrad;165
8.9.2;5.9.2 Schallabsorber;166
8.9.3;5.9.3 Nachhall;168
8.10;5.10 Schalldämmung;172
8.10.1;5.10.1 Lärm;172
8.10.2;5.10.2 Verkehrslärm;172
8.10.3;5.10.3 Luftschalldämm-Maß;173
8.10.4;5.10.4 Messung der Luftschall-Dämmung;177
8.10.5;5.10.5 Trittschalldämmung;180
8.10.6;5.10.6 Anforderungen an die Schalldämmung;181
9;6 Elektrodynamik im Bauwesen;183
9.1;6.1 Felder;183
9.1.1;6.1.1 Feldstärke;183
9.1.2;6.1.2 Potenzial;183
9.2;6.2 Statisches elektrisches Feld;184
9.2.1;6.2.1 Elektrostatik;184
9.2.2;6.2.2 Elektrostatik der Metalle;186
9.2.3;6.2.3 Nichtleiter im elektrischen Feld;187
9.3;6.3 Stationärer elektrischer Strom;188
9.3.1;6.3.1 Gleichstrom in Metallen undFlüssigkeiten;188
9.3.2;6.3.2 Gesetze des Ladungstransportes;188
9.4;6.4 Statisches magnetisches Feld;190
9.4.1;6.4.1 Magnetostatik;190
9.4.2;6.4.2 Stoffe im Magnetfeld;191
9.4.3;6.4.3 Magnetische Wirkungen elektrischer Ströme;192
9.4.4;6.4.4 Kräfte im Magnetfeld;194
9.5;6.5 Instationäre Felder;194
9.5.1;6.5.1 Elektromagnetische Induktion;194
9.5.2;6.5.2 Wechselstrom;195
9.6;6.6 Blitzerscheinungen;196
9.6.1;6.6.1 Elektrostatische Grundlagen;196
9.6.2;6.6.2 Feldstärke und Entladungsmechanismus;198
9.6.3;6.6.3 Entladungsdauer und -strom, Blitzableiter;199
9.7;6.7 Elektrostatische Verfahren;200
9.7.1;6.7.1 Elektrofilter, elektrische Sortierung;200
9.7.2;6.7.2 Beschichtungsverfahren;201
9.8;6.8 Elektroosmose;202
9.8.1;6.8.1 Unipolare Stromleitung;202
9.8.2;6.8.2 Aktive und passive Elektroosmose;202
9.9;6.9 Elektrolytische Erscheinungen;203
9.9.1;6.9.1 Elektrolytische Verfahren;203
9.9.2;6.9.2 Dissoziation;203
9.9.3;6.9.3 Elektrochemisches Entsalzen;203
10;7 Optik und Beleuchtung;204
10.1;7.1 Strahlenoptik;204
10.2;7.2 Wellenoptik;207
10.3;7.3 Lichttechnische Grundbegriffe;209
10.3.1;7.3.1 Lichtstrom, Lichtstärke, Wirkungsgrad;209
10.3.2;7.3.2 Beleuchtungsstärke;211
10.3.3;7.3.3 Leuchtdichte, Leuchtdichtefaktor;212
10.3.4;7.3.4 Messung lichttechnischer Größen;213
10.4;7.4 Tageslicht;213
10.4.1;7.4.1 Natürliche Beleuchtung;213
10.4.2;7.4.2 Tageslichtquotient;214
10.5;7.5 Künstliches Licht;217
10.5.1;7.5.1 Lichterzeugung;217
10.5.2;7.5.2 Temperaturstrahler;217
10.5.3;7.5.3 Lumineszenzstrahler;218
10.6;7.6 Farben;222
10.6.1;7.6.1 Farbreize;222
10.6.2;7.6.2 Farbvalenzen;223
10.6.3;7.6.3 Farbempfindungen;229
11;8 Strahlung und Bauwerke;231
11.1;8.1 Strahlung und Materie;231
11.1.1;8.1.1 Quantelung der Energie;231
11.1.2;8.1.2 Induzierte Emission;232
11.1.3;8.1.3 Photo- und Compton-Effekt;233
11.1.4;8.1.4 Bremsstrahlung;234
11.1.5;8.1.5 Paarbildung;234
11.2;8.2 Radioaktivität;235
11.2.1;8.2.1 Instabile Kerne;235
11.2.2;8.2.2 Zerfallsgesetz;235
11.2.3;8.2.3 Radioaktive Belastung von Bauwerken;236
11.2.4;8.2.4 Radon und radongeschütztes Bauen;237
12;9 Brandschutz;239
12.1;9.1 Anforderungen;239
12.2;9.2 Brandverlauf;239
12.3;9.3 Brandverhalten;241
12.3.1;9.3.1 Stahlkonstruktionen;241
12.3.2;9.3.2 Betonkonstruktionen;242
12.3.3;9.3.3 Holzkonstruktionen;243
12.4;9.4 Nachweisverfahren;243
13;Literaturverzeichnis;244
14;Verzeichnis der Formelzeichen und wichtigen Konstanten;250
15;Sachwortverzeichnis;263
16;Leere Seite;2
