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Veranstaltungen: Bauphysik 1/2018Bauphysik1/201852Veranstaltungen

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Inhalt: Bauphysik 6/2017Bauphysik6/2017Inhalt

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Hauswaldt, Sebastian; Kaudelka, SvenSchutzzielbetrachtungen zum Brandverhalten von Außenwandbekleidungen (Teil 2)Bauphysik6/2017335-339Fachthemen

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Infolge der im ersten Teil vorgestellten Untersuchungsergebnisse zum Brandverhalten EPS-basierter Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) wurden Brandschutzanforderungen im Rahmen nationaler bauaufsichtlicher Zulassungen geändert. Im vorliegenden zweiten Teil wird eine Schutzzielbetrachtung zum Brandverhalten von Außenwandbekleidungen durchgeführt. Dazu wird der Zusammenhang zwischen Brandschutzanforderungen an Außenwandbekleidungen sowie Baustoffklassen dargestellt. Darüber hinaus werden die verwendeten Prüfverfahren verglichen und Unterschiede zwischen dem Schutzziel und der baurechtlichen Anforderung herausgearbeitet. Abschließend wird eine Möglichkeit der technischen Untersuchung einer begrenzten Brandausbreitung aufgezeigt.

Consideration of protection targets to the fire behavior of external wall.
As a result of the Investigation of the fire behavior oy polystyrene based ETICS presented in the first part, fire protection requirements were amended in the context of national technical approvals. In this second part, a consideration of protection targets to the fire behavior of external wall claddings was done. For this purpose, the interrelationship between the fire protection requirements of external wall claddings and the Fire classification is presented. In addition, test methods are compared and differences between protection targets and fire protection requirements are elaborated. Finally, a possibility of the technical investigation of a limited fire spread is presented.

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4. European ETICS Forum in Warschau mit RekordbeteiligungBauphysik6/2017339Aktuell

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Zhao, Mosha; Mehra, Schew-RamUntersuchung der natürlichen Lüftung in traditionellen GebäudenBauphysik6/2017340-351Fachthemen

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Traditionelle Gebäude sind durch die Verbindung baulicher Anforderungen und soziokultureller Bedürfnissen einer Gesellschaft gekennzeichnet. Die Nutzung natürlicher Ressourcen, wie Wind zur Kühlung und Lüftung, stellt dabei ein besonderes Merkmal traditioneller Bauweisen dar. In diesem Beitrag werden vorhandene analytische und numerische Methoden zur Untersuchung der natürlichen Lüftung in Gebäuden vorgestellt und diskutiert. Schwächen gängiger analytischer Methoden, wie die Volumenstrommodelle (“Envelope flow models”), für Bauwerke mit großen Öffnungen werden aufgezeigt. Bei komplexen Gebäudestrukturen sind Methoden dieser Art nicht einfach anwendbar. Hierfür sollen andere Methoden, wie die CFD-Simulation, zum Einsatz kommen. Für die Validierung der CFD-Simulation wird im Anschluss auf zwei bereits durchgeführte Experimente zurückgegriffen. Die Ergebnisse können das Strömungsverhalten infolge des Windes sowie den thermischen Auftrieb in den untersuchten Beispielen realitätsnah wiedergeben. Im Anwendungsbeispiel wird für den weiteren Einsatz der CFD-Simulation ein Gebäude mit Windturm dargestellt und diskutiert. Somit sollen Grundlagen für weitere Untersuchungen der natürlichen Lüftung für klima- und kulturgerechte Bauten geschaffen werden.

Investigation of the natural ventilation in traditional buildings:
Traditional buildings are characterised by the integration of construction requirements and socio-cultural needs of one society. The use of natural resources such as wind for cooling and ventilation provides a remarkable example of such building designs. In this paper, existing analytical and numerical methods investigating the natural ventilation in buildings are introduced and discussed. Weaknesses of common analytical methods, such as envelope flow models for buildings with large openings, are demonstrated. These methods are not suitable for complex building structures. As a result, other methods like CFD-Simulation should be applied. Validations are carried out based on existing experimental measurements consequently. It turns out that the CFD-simulation can produce very good results and can predict the wind flow behavior and buoyancy effect very accurately to certain degree in investigated cases. Furthermore, one application example for further use of CFD in building with wind catcher is presented and discussed. This should serve as the basis for further investigations of natural ventilation for climate and culture adapted constructions.

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Gewebefassaden jetzt mit abZBauphysik6/2017351Aktuell

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Junghanns, Mike; Schmid, FabianTemperaturwechselbeanspruchungen bei Fassaden: Konstruktionsweisen, Bewegungskonzepte und messtechnische UntersuchungBauphysik6/2017352-367Fachthemen

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Im Fassadenbau und insbesondere im Sonderfassadenbau sind verlässliche Auslegungswerkzeuge, der Muster- und Prototypenbau sowie umfangreiche Versuchsreihen unerlässlich, um die Produkte für einen regelkonformen und projektbezogenen Einsatz verlässlich entwickeln, planen und herstellen zu können. Wesentliche Anforderungen an Glas-Stahl-Konstruktionen und Element-Fassaden sind die Dichtigkeit des gewählten oder entwickelten Konstruktionssystems sowie die Sicherheit der eingesetzten Produkte und Bauteile bei extremen Einflüssen. Die Konstruktionen müssen dabei eine Gebrauchstauglichkeit nach geltenden nationalen und lokalen Regelwerken sowie nach kundenseitig spezifizierten Einsatzszenarien erfüllen. Die Dichtigkeit und Gebrauchsfähigkeit der Konstruktionen ist dabei für den Regelbetrieb und für extreme Ereignisse, wie Temperaturwechselbeanspruchungen, Gebäudebewegungen oder Schadensereignissen, nachzuweisen und sicherzustellen. Bei Sonderkonstruktionen mit komplexer Geometrie sind an kritischen Konstruktionsdetails neben den üblichen Auslegungen auch Berechnungen, Simulationen sowie Tests und Versuche aus Ermangelung von übertragbaren Ergebnissen erforderlich. Dieser Aufsatz thematisiert deshalb Erfordernisse, Richtlinien und Prüfverfahren, die aus Temperaturwechselbeanspruchungen für Fassadenkonstruktionen resultieren. Aus Erfahrungen durch umfangreiche Versuche an Sonderkonstruktionen für den nordamerikanischen Markt werden kritische Randbedingungen bei Auslegung und Prüfung identifiziert, um abschließend Empfehlungen für die Weiterentwicklung und Anwendung der Risikoeinschätzung im Planungsprozess zu geben.

Temperature change loading on façades: design recommendations, tolerance concepts and measurements.
Façade construction and especially unique façade design needs reliable design tools, sample, prototypes and mock-ups, as well as extensive testing to develop and manufacture reliable products for a compliant and project-related application. The air and water tightness of the selected or developed system and the safety of the products used in extreme influences are essential for steel glass designs and modular façades. Useability and serviceability in accordance to the national and local regulations and client specific demands must be fulfilled by the chosen design. The tightness of the construction needs to be tested and verified for a regular use case and extreme conditions such as changing thermal conditions, building movements or damaging events, which impacts the safety and usability. Critical design details especially for unique façade constructions with complex geometries require additional calculations, simulations and tests due to the lack of transferability of the commonly used dimensioning. Therefore this essay addresses requirements, guidelines and test procedures resulting from thermal cycling tests for façade constructions. The given experiences gained through extensive testing of special constructions especially for the North American market allow a critical review of the given design and testing, final recommendations for the improvement of the testing procedure and for application of a systematic risk assessment in the planning process.

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E-Mail-Knigge für Ingenieure und ArchitektenBauphysik6/2017367Aktuell

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Gertis, Karl; Holm, Andreas40 Jahre WärmeschutzverordnungBauphysik6/2017368-380Fachthemen

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Die Fortentwicklung der Energieeffizienz von Gebäuden im Laufe der letzten 40 Jahre hat zu immer höheren Energieeinsparanforderungen geführt. Das energiesparende Bauen ist komplexer geworden. Während das erste Energieeinspargesetz und die erste Wärmeschutzverordnung 1977 nur wenige Seiten umfasst haben, wurden die energetischen Regelungen für Gebäude fast schon unübersichtlich oft novelliert und fortgeschrieben. Mit den gestiegenen Anforderungen an die Gebäudeenergieeffizienz sind auch besser dämmende Materialien für den Wärmeschutz und leistungsfähigere Baukonstruktionen entstanden. Dementsprechend sehen die klima- und energiepolitischen Zielsetzungen der Bundesregierung und der EU strengere Anforderungen für Neubauten und den Gebäudebestand vor - für die letzteren allerdings, um das Wirtschaftlichkeitsgebot zu wahren, auf etwas abgeschwächterem Niveau.

40 years of ordinance on thermal insulation:
Developments in the energy efficiency of buildings over the last 40 years have led to stricter energy savings requirements. Energy-saving construction has become more complex. While the first Energy Saving Act and the First Thermal Insulation Ordinance (Wärmeschutzverordnung, WSchV) only ran to a few pages in 1977, the building regulations in relation to energy have now been amended and updated so often they are no longer transparent. With the increased demands on buildings to be energy efficient, better thermal insulation materials have been created and structures with better thermal performance developed. In line with these developments, the German Federal Government and the EU now impose stricter requirements on new and existing buildings in the context of both their climate and energy policy objectives. In order to ensure existing buildings remain economically viable, requirements for these are slightly laxer.

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Ansorge, Katrin; Osterhage, Tanja; Müller, DirkEnergieeffizienz in Gebäuden - Stand und Perspektiven - Ergebnisse aus einem Think Tank der wissenschaftlichen BegleitforschungBauphysik6/2017381-386Berichte

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Nichtwohngebäude-Studie 2017: Beginn der BreitenerhebungBauphysik6/2017386Aktuell

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Fischer, Heinz-MartinDIN 4109:2016 - Eine technische Regel in der MVV TB?Bauphysik6/2017387-393Berichte

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Die Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) vom August 2017 hat lediglich die DIN 4109-1 (Mindestanforderungen) als technisches Regelwerk für den baulichen Schallschutz vorgesehen. Ohne als technische Regel genannt zu werden, kann für die rechnerischen Nachweise DIN 4109-2 in Verbindung mit DIN 4109-31 bis 36 (Bauteilkatalog) herangezogen werden. Für “Bauteile im Massivbau” ist im Nachweisverfahren aber auch die Verwendung von Beiblatt 1 zu DIN 4109:1989 möglich. Diese alternative Verwendbarkeit neuer und alter Nachweisverfahren und eine Reihe weiterer Festlegungen der MVV TB sorgen bei der Anwendung der Schallschutznachweise im bauaufsichtlichen Bereich für unklare Verhältnisse und erhebliche Probleme. Der Beitrag beschreibt kritisch die Regelungen der MVV TB zum baulichen Schallschutz und erläutert die Probleme, die zu erwarten sind.

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Information des VFE: RWA-Anlagen anforderungsgerecht planen und realisierenBauphysik6/2017393Aktuell

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Meier, AndreasDie DIN 4109 als zentrale Regel für Anforderungen und Nachweis in der BauakustikBauphysik6/2017394-395Fachthemen

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Schneider, MartinStellungnahme des Fachausschusses Bau- und Raumakustik in der Deutschen Gesellschaft für Akustik e. V. (DEGA) zur Muster-Verwaltungsvorschrift Technische BaubestimmungenBauphysik6/2017395Berichte

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Schäfers, MartinBauakustik quo vadis - welche Methoden ermöglichen eine sichere und wirtschaftliche Schallschutzplanung?Bauphysik6/2017396-398Berichte

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IWU-Modell für das Zusammenspiel von Strom und Wärme in WohngebäudenBauphysik6/2017398Aktuell

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Schmidt, ChristophZuschriftBauphysik6/2017399-401Zuschrift

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Zuschrift zu: Schmidt, C., Luther, G., Altgeld, H., Maas, S. Groß, B., Scholzen, F.: “Außenliegende Wandtemperierung” - LowEx-Anwendung zur Temperierung von Bestandsgebäuden und thermischen Aktivierung der Bestandswand: theoretische Grundlagen und Kennwerte Bauphysik 39 (2017), H. 4, S. 215-223.

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Aktuell: Bauphysik 6/2017Bauphysik6/2017401-404Aktuell

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IEA SHC Solar Award 2017 für Österreichs Förderprogramm “Solare Großanlagen”
Glasfaserbewehrung auf dem Vormarsch
IWM und FV WDVS fusionieren zum “Verband für Dämmsysteme, Putz und Mörtel e.V. (VDPM)”
Lüftung in Kita und Schule

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Veranstaltungen: Bauphysik 6/2017Bauphysik6/2017404Veranstaltungen

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Inhalt: Bauphysik 5/2017Bauphysik5/2017Inhalt

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Pfafferott, Jens; Henze, Gregor P.; Lang, TobiasAnlagenaufwandszahlen für die Bauteilaktivierung in Abhängigkeit des Regelkonzeptes - Welche Betriebsführungsstrategie passt zu welchem Gebäude?Bauphysik5/2017279-290Fachthemen

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In der Planungs- und Betriebspraxis herrscht im Bereich der Betriebsführung von thermisch aktivierten Bauteilsystemen und insbesondere der thermisch trägen Bauteilaktivierung noch große Unsicherheit. Trotz einer weiten Verbreitung dieser Systeme im Neubau von Nichtwohngebäuden hat sich bis heute keine einheitliche Betriebsführungsstrategie durchgesetzt. Vielmehr kritisieren Bauherren und Nutzer regelmäßig zu hohe bzw. niedrige Raumtemperaturen in den Übergangsjahreszeiten und bei Wetterwechsel sowie generell eine mangelhafte Regelbarkeit. Demgegenüber weisen Monitoringprojekte immer wieder einen hohen thermischen Komfort in diesen Gebäuden nach. Offensichtlich unterscheiden sich hier subjektiv empfundene Behaglichkeit und objektiv gemessener Komfort. Gleichzeitig sind Heiz- und Kühlkonzepte mit Flächentemperierung dann besonders energieeffizient, wenn das Regelkonzept auf deren thermische Trägheit angepasst ist. Eine gute Regelung gewährleistet also einen hohen thermischen Komfort und sorgt für einen möglichst niedrigen Energieeinsatz. Das Rechenverfahren mit Anlagenaufwandszahlen (in Anlehnung an DIN V 18599) bietet eine gute Möglichkeit, Anlagenkonzepte inklusive deren Betriebsführungsstrategie zu bewerten. Damit ist es möglich, eine auf das Gebäude angepasste Betriebsführungsstrategie für die Bauteilaktivierung zu finden und einheitlich zu bewerten.

Energy performance factors for thermally activated building systems considering the control strategy.
There is still great uncertainty in the field of operation management of thermally activated building systems and, in particular, the thermally inert concrete core conditioning. Despite the widespread use of these systems in new non-residential buildings, a uniform management strategy has not yet been established. On the contrary, builders and users regularly criticize too high or low room temperatures during the transitional seasons and in the event of a change of weather or, in general, a lack of controllability. On the other hand, monitoring projects often show high thermal comfort in these buildings. Obviously, subjectively perceived comfort and objectively measured comfort differ here. At the same time, radiant heating and cooling concepts are energy-efficient when the control concept is adapted to their thermal inertia. Good control therefore ensures high thermal comfort and results in the lowest possible energy consumption. The calculation method based on energy performance factors (in accordance with DIN V 18599) offers a good opportunity to evaluate plant concepts, including their operational management strategy. This makes it possible to adapt the operation strategy for radiant heating and cooling concepts to a specific building and to evaluate it uniformly.

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Weißmann, Claudia; Wörner, PatrickEntwicklung von thermischen Gebäudelastprofilen für die Dimensionierung von Wärmeerzeugern und zur Simulation von NahwärmenetzenBauphysik5/2017291-298Fachthemen

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Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Carl-Alexander Graubner zum 60. Geburtstag gewidmet.
Vor dem Hintergrund der Energiewende wird in Gebäuden und Quartieren der klassische gasbetriebene Heizkessel zunehmend durch eine Vielzahl von Wärmeerzeugern ersetzt. Um eine effiziente Dimensionierung dieser Anlagensysteme in der Planungsphase vornehmen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Wärmebedarf des Gebäudes zu kleinen Zeitschritten bekannt ist. Zu diesem Zweck eignen sich thermische Lastprofile, die in Form von Datensätzen in softwaregestütze Modelle zur Berechnung des Anlagenbetriebs implementiert werden können. Im Rahmen dieses Beitrags werden 15-Minuten-basierte, gebäudespezifische thermische Lastprofile mittels der Methoden der dynamischen Gebäudesimulation entwickelt. Zunächst wird das methodische Vorgehen für die Entwicklung von typgebäudebezogenen Nutzenergiebedarfsprofilen für die Nachfrage nach Heizwärme und Trinkwarmwasser erläutert. Im zweiten Schritt werden diese Profile mit verschiedenen Wärmeerzeugermodellen gekoppelt, wobei deren Nennleistung, Speichervolumen und Betriebsweise variieren. Hierdurch kann auch der Bedarf des Wärmeerzeugers nach Brennstoff oder Strom in Abhängigkeit der Dimensionierung und der Systemregelung zeitschrittbezogen abgebildet werden. Daneben kann durch eine Kombination der vorsimulierten Profile auch der Wärmebedarf eines Quartiers effizient modelliert werden. In diesem Zusammenhang wird abschließend die Einbindung der Profile in ein solares Nahwärmenetzmodell demonstriert.

Development of thermal building load profiles for heating system design and the simulation of district heating systems.
In the light of the German Energiewende, various types of heat generators are installed in buildings and urban districts as an alternative to the classic condensing gas boiler. In order to conduct an efficient design of these systems during the planning stage, it is beneficial if the building heating demand can be described in small time steps. For this purpose, thermal load profiles can be applied in form of a dataset which can be implemented in software models for calculating the operation of the system. Within this paper, thermal load profiles (15 minutes time step), which consider building specific features, are developed by applying the method of dynamic building simulation. First, the methodology for developing building specific net energy demand profiles for heating and domestic hot water is presented. Second, these profiles are connected to different heat generator models while the installed capacity, the storage volume and the operating mode of these systems are varied. Likewise, the heat generator's demand for fuel or electricity depending on the system design can be illustrated based on small time steps. In addition to that, the heating demand of a district can be modelled efficiently just by combining the generated thermal load profiles. In this context, the implementation of these profiles in a solar district heating model is demonstrated.

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Bilgin, Deniz; Carrigan, Svenja; Kornadt, Oliver; Friedrich, ThomasRaumkonditionierung durch Sandwichfertigteildecken mit integrierten PhasenwechselmaterialienBauphysik5/2017299-305Fachthemen

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In diesem Beitrag wird über die Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Raumkonditionierung unter Verwendung von Phasenwechselmaterialien (PCM) berichtet. Das Prinzip besteht darin, überschüssige Wärme im Gebäudeinneren durch ein Umluftsystem in makroverkapseltes PCM, welches in die Sandwichdecke integriert ist, zu speichern. Das PCM erhöht die Wärmespeicherfähigkeit des Bauteils im relevanten Temperaturbereich um mehr als das 10-fache und reduziert weitgehend vollständig ein Ansteigen der Bauteiltemperatur über die Temperatur des Phasenübergangs des PCM. Einer Überhitzung des Raums wird dadurch ganz beträchtlich entgegengewirkt. Die hier vorgestellten Ergebnisse umfangreicher Laborversuche belegen die grundsätzliche Funktionsfähigkeit des Systems hinsichtlich Verarbeitbarkeit, Zyklenstabilität des verwendeten PCMs und Absenkung der Lufttemperatur. Es konnte gezeigt werden, dass in einem zyklischen Tag-Nachtbetrieb eine Reduktion der Lufttemperatur von 2 Kelvin erreicht werden könnte.

Air conditioning through prefabricated sandwich ceilings containing phase change materials.
In this article the development and testing of a novel air-conditioning system using phase-change materials (PCM) is reported. The main principle is to store excess heat of the building interior into macro-encapsulated PCM which is integrated in the sandwich ceiling. The PCM increases the heat storage capacity of the building component in the relevant temperature range by a factor of greater than 10 and almost completely reduces a rise in building component temperature in the temperature range of the phase change of the PCM. In this way an overheating of the room can be counteracted. The presented results of extensive laboratory experiments document the basic functionality of the system regarding workability, cycle stability of the PCM and lowering of air temperature. It could be shown that operating in cyclic day-night mode a reduction of the air temperature by 2 Kelvin could be achieved.

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Kübler, Bernhard; Leupoldt, PatrickUntersuchung des Bemessungsansatzes der VDI 2719 für den Schallschutz von Fenstern unter Berücksichtigung aktueller Außenlärmspektren des Bahn- und FluglärmsBauphysik5/2017306-315Fachthemen

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Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung des Bemessungsansatzes der VDI-Richtlinie VDI 2719:1987-08 für den Schallschutz von Fenstern unter Berücksichtigung aktueller Außenlärmpegelspektren des Bahn- und Fluglärms. Das Leitmotiv stellt die Problematik der heute in der Praxis festgestellten Fehlbemessung des Schallschutzes bei Verwendung der in VDI 2719 enthaltenen Korrektursummanden dar. Der Ansatz zur Verwendung verschiedener Korrektursummanden in VDI 2719:1987-08 basiert auf einer 1985 vom Umweltbundesamt in Auftrag gegebenen Forschungsarbeit von Moll und Szabunia. Die K-Summanden berücksichtigen sowohl die Frequenzabhängigkeit der Fenster-Schalldämmung als auch der Spektren des Außenlärms, welche sich beide im Laufe der Zeit verändert haben. Mit dieser Arbeit soll eine Basis geschaffen werden, auf der - anhand heute typischer Konstruktionen und Außenlärmsituationen - die erforderliche Schalldämmung der Fenster ohne erhebliche Über- oder Unterbemessung des Schallschutzes ermittelt werden kann.

Investigation of the design approach of German standard VDI 2719 for the sound absorption of windows, taking into account current spectra of railway and aircraft noise.
The purpose of this work is to examine the design approach of the German standard VDI 2719:1987-08 for the sound insulation of windows, taking into account the current level of railway and aircraft noise. The practical problem of the noise protection design lack when using the correction sum-mands (K-summands) following VDI 2719 is dis-cussed. This approach was based on research results from 1985 work by Moll and Szabunia, commissioned by the German Umweltbundesamt (UBA). The K-summands take into account both the frequency dependence of the window sound absorption and the spectra of the external noise, which have both changed over time. The aim of this thesis is to provide a basis on which the necessary sound absorption of the windows can be determined without considerable over- or under-dimensioning, and using today's typical construc-tions and external noise situations.

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