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Bei der Planung und Ausführung von Gebäuden in Stahl-Leichtbauweise sind verschiedene bauphysikalische und bautechnische Besonderheiten zu beachten. Auf der Grundlage von Erfahrungen, die im Rahmen eines internationalen EGKS-Foschungsprojektes und bei der Untersuchung eines Demonstrationshauses gesammelt wurden, versuchen die Autoren auf einige ausgewählte Problemkreise näher einzugehen. Zum Thema Wärmebrückeneinflüsse wird ein Vergleich der mit verschiedenen Verfahren ermittelten Wärmedurchgangskoeffizienten ausgewählter Außenwandkonstruktionen angestellt und die Bedeutung von 3D-Wärmebrückenberechnungen für die Beurteilung des Tauwasser- und Schimmelrisikos aufgezeigt. Hinsichtlich des Luft- und Trittschallschutzes weisen Stahlverbundkonstruktionen ähnliche Eigenschaften wie andere Trockenbauweisen auf. Die Einhaltung der im Wohnungsbau geltenden bauakustischen Anforderungen und Empfehlungen ist bei Beachtung der entsprechenden Konstruktionsregeln grundsätzlich möglich. Prüfungen von Geschoßdecken hinsichtlich ihres Schwingungsverhaltens ergaben für das untersuchte Demonstrationshaus eine positive Bewertung. Aus der Sicht der Autoren besteht hier noch weiterer Untersuchungsbedarf.

Für die Analyse von tatsächlich stattgefundenen Bränden und potentiellen Brandszenarien werden zunehmend Brandsimulationsprogramme - Feld- und Zonenmodelle - eingesetzt. Die Ergebnisse derartiger Berechnungen hängen in hohem Maße von den Idealisierungen ab, ohne die man bei der Formulierung vieler Probleme häufig nicht auskommt. In der Arbeit wird mit einem Zwei-Zonen-Modell die Situation eines Zimmerbrandes untersucht. Für die Abbranddynamik der auf einen Quadratmeter festgelegten Brandquelle werden die im Cone-Calirometer und Brandschacht ermittelten Wärmefreisetzungsraten von zehn verschiedenen Baustoffen verwendet. Variiert werden außerdem die Wandmaterialien, die Ventilation und die Position der Brandquelle.

Anhand von rechnerischen Simulationen von Luftdichtheitsmessungen wird untersucht, welchen Einfluß die Veränderung der Druckverteilung um ein Gebäude infolge von Windanströmung und Temperaturunterschied auf die Meßgenauigkeit hat. Durch umfangreiche Parametervariationen wird die zu erwartende Größenordnung des windinduzierten Meßfehlers rechnerisch abgeschätzt. Angenommene Windgeschwindigkeiten vor Ort von etwa 3 m/s führen zu einer zusätzlichen Unsicherheit im ermittelten Volumenstrom bei 50 Pa Druckdifferenz von ca. 3 %. Dies ist vergleichbar mit der durch den Einsatz von Standard-Differenzdrucksensoren oder auch durch den Bediener zu erwartenden Unsicherheit. Bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 4,7 m/s ist der zu erwartende zusätzliche Fehler im Bereich von ca. 7 %, und entspricht damit ungefähr der gesamten Meßunsicherheit bei Windstille. Eine ungünstige Lage bzw. umgebende Bebauung des untersuchten Gebäudes, eine ungünstige Leckageverteilung und eine unglückliche Wahl der Anzahl und Lage externer Druckentnahmestellen können zu deutlich größeren zusätzlichen Unsicherheiten von ca. 10 % bei 3 m/s und bis über 40 % bei 4,7 m/s führen.

Bei Umkehrdächern treten bedingt durch den Abfluß von Niederschlägen unter der Wärmedämmung Wärmeverluste auf. Bisher werden in Deutschland niederschlagsbedingte Wärmeverluste mit einem Zuschlag delta-U von bis zu 0,05 W/(m² · K) zum U-Wert berücksichtigt, wodurch die Dicke des Dämmstoffs erheblich vergrößert werden muß. Von der TU Berlin wurde ein verbesserter Umkehrdachaufbau ohne nennenswerte, zusätzliche Wärmeverluste experiementell untersucht. Beim modifizierten Dachaufbau wird anstelle der bisher üblichen Vliesauflage oberhalb der extrudergeschäumten Polystyrol-Hartschaumplatten eine Trennlage mit wasserableitenden Eigenschaften angeordnet. Die Aufgabe der im Regelfall 3 m breiten und überlappt verlegten Trennlage besteht darin, anfallendes Niederschlagswasser bereits oberhalb der Dämmplatten abzuführen. Die wasserableitende Trennlage vermindert die unter den Dämmplatten abfließende Wassermenge soweit, daß der delta-U-Zuschlag unberücksichtigt bleiben kann (delta-U = 0 W/(m² · K)). Dieses Ergebnis ist durch Versuche in drei Laboratorien und durch begleitende Messungen an ausgeführten Dächern bestätigt worden. Die Untersuchungsergebnisse sind bereits in eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für Umkehrdächer aufgenommen worden.

Mit der Herausgabe der neuen DIN EN ISO 6946, die den Teil 5 der DIN 4108 ersetzt, wurde eine modifizierte Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten k - neu U-Wert - eingeführt. Im Gegensatz zur bisherigen k-Wert-Bestimmung fließt bei dem veränderten Berechnungsansatz die Querleitung in inhomogenen Bauteilen mit ein. Dies wird in der Berechnung durch die Mittelung der Wärmedurchgangswiderstände der jeweiligen Schichten in horizontaler Richtung berücksichtigt, die, bezogen auf die Flächenanteile, den unteren Grenzwert des Wärmedurchgangskoeffizienten bilden. Aufgrund dieses veränderten Berechnungsansatzes wird also der U-Wert ungünstiger angesetzt als der bisherige k-Wert nach DIN 4108 Teil 5. Sinn und Zweck dieser Umstellung soll in erster Linie die präzisere und wirtschaftlichere Bemessung von Gebäuden sein, wie es auch in der Energieeinsparverordnung EnEV gefordert wird. Im Entwurf zur EnEV wird dieser neue Berechnungsansatz zur Anwendung kommen. Die Berechnung wird an einigen in der Praxis häufig vorkommenden Sparrendachkonstruktionen vorgestellt. Ziel ist es, den neuen Berechnungsalgorithmus für Anwender verständlicher zu machen.

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