Atlas Gebäudetechnik, E-Book (PDF) (eBook)

Titel 1
Impressum 4
Vorwort 5
Inhalt 7
1 Planungsgrundlagen 15
1.1 Aufbau und Struktur der Gebäudetechnik 16
1.2 Komfort und Behaglichkeit 17
1.2.1 Thermisches Raumklima 17
1.2.2 Luftqualität 19
1.2.3 Visuelles Raumklima 19
1.3 Energetische Gebäudegestaltung 22
1.4 Nachhaltige Gebäude 23
1.5 Haustechnikplanung 25
1.5.1 Leistungsbild 25
1.5.2 Integrale Planung 25
1.6 Energiegesetzgebung 27
1.6.1 Begrenzung des nichterneuerbaren Primärenergiebedarfs 27
1.6.2 Nutzungspflicht für erneuerbare Energien 29
1.6.3 Weitere Regelungen des Gebäudeenergiegesetzes 30
1.7 Normen- und Literaturverzeichnis 30
2 Gebäudearten und Haustechnik 31
2.1 Systemübersicht 31
2.2 Wohngebäude 32
2.3 Beherbergungsstätten und Hotels 41
2.4 Gebäude für Bildung und Forschung 44
2.4.1 Schulen 44
2.4.2 Hörsaalgebäude 46
2.4.3 Laborgebäude 48
2.5 Kulturbauten und Spielstätten 48
2.5.1 Museen 48
2.5.2 Theater, Kinos und Konzertsäle 49
2.6 Büro- und Verwaltungsgebäude 49
2.7 Handelsbauten 54
2.7.1 Einkaufsmärkte 54
2.7.2 Geschäftshäuser 56
2.7.3 Einkaufszentren 57
2.8 Industrie- und Gewerbebauten 57
2.9 Sakralbauten 59
2.10 Krankenhäuser 59
2.11 Gebäude für Sport und Freizeit 61
2.11.1 Sporthallen 61
2.11.2 Stadien 63
2.11.3 Schwimmhallen 64
2.12 Normen- und Literaturverzeichnis 66
3 Integration der Technik in den Baukörper 69
3.1 Kanal- und Leitungsnetze 69
3.1.1 Netzstrukturen 69
3.1.2 Bau- und Verlegetechnologien 70
3.1.3 Installationssysteme 73
3.1.4 Schlitz- und Durchbruchpläne 74
3.2 Integrierte Heiz- und Kühlflächen 76
3.3 Technikzentralen und Hausanschlusseinrichtungen 76
3.4 Brandschutz 79
3.5 Schallschutz 81
3.6 Wärmeschutz 82
3.7 Sicherheit im Gebäude 82
3.8 Darstellung der technischen Gebäudeausrüstung 84
3.9 Normen- und Literaturverzeichnis 90
4 Gebäudetechnik im Lebenszyklus 91
4.1 Das Lebenszykluskonzept 91
4.2 Baukosten 91
4.3 Nutzungskosten 92
4.4 Lebenszykluskosten 94
4.5 Facility Management 94
4.6 Nutzungsqualität im Facility Management 97
4.7 Computer Aided Facility Management (CAFM) 98
4.8 Building Information Modeling (BIM) 100
4.9 Normen- und Literaturverzeichnis 101
5 Bewertung von Technikvarianten 103
5.1 Bewertungskriterien 103
5.2 Entscheidungskonstellationen 103
5.3 Nutzwertanalyse 103
5.4 Wirtschaftliche Bewertung 105
5.4.1 Verfahren und Modellbildung 105
5.4.2 Kapitalwertverfahren 106
5.4.3 Annuitätenverfahren 107
5.4.4 Zinsfußverfahren 108
5.5 Energetische Bewertung 109
5.5.1 Energieumwandlungskette 109
5.5.2 Primärenergiefaktoren 110
5.5.3 Emissionsfaktoren 110
5.6 Bewertung der Nachhaltigkeit 111
5.7 Normen- und Literaturverzeichnis 115
6 Wärmeversorgung 117
6.1 Systemübersicht 117
6.2 Gesetze und Vorschriften 119
6.2.1 Bundesimmissionsschutzgesetz 119
6.2.2 Energieeinsparverordnung 119
6.3 Pumpenwarmwasserheizungen (PWWH) 123
6.4 Wärmeerzeugung 124
6.4.1 Übersicht 124
6.4.2 Kesselanlagen 125
6.4.3 Blockheizkraftwerke (BHKW) 137
6.4.4 Brennstoffzellen 141
6.4.5 Wärmepumpen 142
6.4.6 Fernwärme 148
6.5 Verteilsysteme 150
6.5.1 Hydraulische Schaltungen 150
6.5.2 Hydraulische Netzberechnung 154
6.5.3 Umwälzpumpen 157
6.5.4 Ausdehnungsgefäße 158
6.5.5 Wasseraufbereitung 160
6.6 Raumheizeinrichtungen 160
6.6.1 Übersicht 160
6.6.2 Freie Heizflächen 161
6.6.3 Baukörperintegrierte Heizflächen 162
6.6.4 Energetische Aspekte 163
6.7 Regelung von Heizungsanlagen 164
6.8 Sonderformen der Gebäudeheizung 166
6.8.1 Einzelheizungen 166
6.8.2 Hallenheizungen 167
6.9 Nutzung erneuerbarer Energiequellen 169
6.10 Heiz- und Aufstellräume 172
6.11 Normen- und Literaturverzeichnis 173
7 Lüftung und Klimatisierung 175
7.1 Systemübersicht 175
7.2 Freie Lüftung 177
7.2.1 Fugen- und Fensterlüftung 177
7.2.2 Schachtlüftung, Lüftung über Dachaufsätze und Rauch- und Wärmeabzugsanlagen 178
7.2.3 Lüftung von Atrien, Hybridsysteme 179
7.3 Luftbehandlungsfunktion und Hauptaggregate 180
7.3.1 Luftzustände 180
7.3.2 Lufterwärmung 182
7.3.3 Luftkühlung 182
7.3.4 Luftbefeuchtung 182
7.3.5 Luftentfeuchtung 184
7.4 Lüftungsprinzipien 184
7.5 Nur-Luft-Anlagen 186
7.5.1 Luftaufbereitung 186
7.5.2 Luftkanäle 190
7.5.3 Luftauslässe 195
7.5.4 Wohnungslüftung 198
7.6 Luft-Wasser-Anlagen 200
7.6.1 Übersicht Wassersysteme 200
7.6.2 Induktionsanlagen 201
7.6.3 Ventilator-Konvektoren (Fan-Coil-Anlagen) 202
7.7 Stille Kühlsysteme (Nur-Wasser-Anlagen) 203
7.7.1 Optimierungsansatz 203
7.7.2 Flächenkühlung 204
7.7.3 Bauteilaktivierung 205
7.8 Dezentrale Systeme 206
7.8.1 Splitanlagen 206
7.8.2 Türluftschleiergeräte 208
7.9 Sonderformen 208
7.9.1 Passive Kühlung 208
7.9.2 Luft-Erdwärmetauscher 210
7.9.3 Schotterspeicher 211
7.9.4 Adiabate Kühlung 212
7.10 Kälteerzeugung 214
7.10.1 Kühllastberechnung 214
7.10.2 Die Kälteerzeugung als Kreisprozess 214
7.10.3 Kompressionskältemaschinen 215
7.10.4 Sorptionskältemaschinen 217
7.10.5 Kälteerzeugung mit natürlichen Prozessen 218
7.10.6 Wasserkühlanlagen 219
7.10.7 Luftkühlanlagen 221
7.10.8 Rückkühlwerke 221
7.11 Regelung von raumlufttechnischen Anlagen 224
7.12 Technikzentralen - Anordnung und Platzbedarf 225
7.13 Schallschutz 227
7.14 Spezielle Brandschutzaspekte in der Lüftungstechnik 229
7.14.1 Anforderungen 229
7.14.2 Maschinelle Entrauchungsanlagen 229
7.14.3 Entlüftung und Entrauchung von Tiefgaragen 230
7.15 Kosten raumlufttechnischer Anlagen 231
7.16 Normen- und Literaturverzeichnis 232
8 Wasserversorgung 235
8.1 Wassergewinnung und Wasserarten 235
8.2 Wasserbedarf 237
8.3 Eigenschaften des Trinkwassers 237
8.3.1 Lebensmittelspezifische Eigenschaften und Hygiene 237
8.3.2 Physikalische Eigenschaften 238
8.3.3 Chemische Eigenschaften 238
8.3.4 Korrosivität 238
8.3.5 Neigung zur Steinbildung 240
8.4 Systemübersicht 241
8.5 Einspeisung und Wasseraufbereitung 242
8.5.1 Hausanschluss 242
8.5.2 Wasseraufbereitung 242
8.5.3 Druckerhöhung 245
8.6 Warmwasserbereitung 249
8.6.1 Systemübersicht 249
8.6.2 Auslegungsstrategien 252
8.6.3 Temperaturhaltesysteme 254
8.7 Trinkwasserverteilung 258
8.7.1 Rohrleitungen 258
8.7.2 Gestaltungsaspekte bei Trinkwassersystemen 260
8.7.3 Bemessung der Trinkwasserleitungen 261
8.8 Armaturen in Trinkwassersystemen 263
8.8.1 Absperrarmaturen 263
8.8.2 Sicherheitsarmaturen und -einrichtungen 264
8.8.3 Entnahmearmaturen 264
8.9 Regenwassernutzung 264
8.9.1 Systemübersicht 265
8.9.2 Bemessung 267
8.10 Feuerlöschanlagen 269
8.10.1 Systemübersicht 269
8.10.2 Hydrantenanlagen und Löschwasserleitungen 269
8.10.3 Anlagen zur automatischen Brandbekämpfung 270
8.11 Normen- und Literaturverzeichnis 271
9 Abwasserentsorgung 273
9.1 Systemübersicht 273
9.2 Die Entwässerung tief liegender Abwassereinleitstellen (Rückstauproblematik) 275
9.3 Berechnung von Abwasserströmungen 276
9.4 Regenwassersysteme 278
9.4.1 Anordnung und Funktionsprinzip 278
9.4.2 Dachrinnen und Abläufe 278
9.4.3 Leitungen 280
9.4.4 Bemessung von Freispiegelsystemen 281
9.4.5 Bemessung von Druckrohrsystemen 283
9.5 Schmutzwassersysteme 283
9.5.1 Anordnung und Funktionsprinzip 283
9.5.2 Schutz gegen Rückstau 284
9.5.3 Entwässerungsgegenstände 285
9.5.4 Leitungen 286
9.5.5 Lüftungssysteme 288
9.5.6 Rückhaltung schädlicher Stoffe 290
9.5.7 Bemessung Schmutzwassersysteme 292
9.6 Anschluss an die öffentliche Abwasserentsorgung 295
9.7 Abwasseraufbereitung 296
9.8 Normen- und Literaturverzeichnis 300
10 Gasversorgung 301
10.1 Brenngase und deren Eigenschaften 301
10.2 Gasbereitstellung 302
10.2.1 Erdgas 302
10.2.2 Flüssiggas 303
10.3 Gasverteilungsnetze 308
10.3.1 Materialien 308
10.3.2 Anordnung der Leitungen 308
10.3.3 Verbindungstechnologien 309
10.3.4 Armaturen und Sicherheitseinrichtungen 309
10.3.5 Bestimmung der Leitungsdurchmesser 310
10.4 Gasanwendungen 313
10.4.1 Klassifizierung von Gasgeräten 313
10.4.2 Aufstellung von Gasgeräten 315
10.4.3 Verbrennungsluftzufuhr 316
10.4.4 Abgasführung 316
10.5 Sonderanlagen 317
10.5.1 Schwach- und Biogasanlagen 317
10.5.2 Druckluft 319
10.5.3 Medizinische Gase 323
10.6 Normen- und Literaturverzeichnis 324
11 Starkstrom 327
11.1 Systemübersicht 327
11.2 Bereitstellung der elektrischen Energie 328
11.2.1 Bezug elektrischer Energie 328
11.2.2 Baustromversorgung 330
11.2.3 Eigenstromversorgung 331
11.2.4 Anlagentechnik für die Eigenstromversorgung 332
11.2.5 Speicherung von Elektroenergie 336
11.3 Gebäudeinstallation 338
11.3.1 Transformatorstation 338
11.3.2 Hauptstromversorgungssystem 341
11.3.3 Sicherheitsstromversorgung 346
11.3.4 Ladeinfrastuktur 347
11.3.5 Struktur der Elektroenergieerschließung 350
11.3.6 Kabel- und Leitungsanlagen 351
11.3.7 Dimensionierung von Kabeln und Leitungen 354
11.3.8 Endverbraucherinstallation 358
11.3.9 Ausbauflexibilität 364
11.3.10 Sanierung von Wohngebäuden in Platten- bzw.Betonbauweise 366
11.3.11 Kosten 368
11.4 Schutzmaßnahmen 368
11.4.1 Einsatz elektrischer Schutztechnik 368
11.4.2 Potenzialausgleich und Erdung 375
11.4.3 Blitz- und Überspannungsschutz 377
11.5 Spezielle Brandschutzaspekte in der Elektrotechnik 379
11.6 Normen- und Literaturverzeichnis 382
12 Schwachstrom 385
12.1 Systemübersicht 385
12.1.1 Fernmelde- und Informationstechnik 385
12.1.2 Gebäudeautomation 386
12.2 Außenanbindung des Gebäudes zur Kommunikation 387
12.2.1 Schnittstellen 387
12.2.2 Fernsprechnetz und Internetanschluss 387
12.2.3 Unterhaltungsmedien 389
12.2.4 Nicht öffentliche Netze 390
12.3 Telekommunikationsanlagen 390
12.3.1 Anlagen für Telefonie 390
12.3.2 Bildtelefonie und Videokonferenzanlagen 391
12.4 Such- und Signalanlagen 391
12.5 Zeitdienstanlagen 392
12.6 Elektroakustische Anlagen 392
12.7 TV-Anlagen 392
12.8 Gefahrenmelde- und Alarmanlagen 394
12.8.1 Brandmeldeanlagen 394
12.8.2 Einbruchmeldeanlagen und Überfallmeldeanlagen 396
12.9 Übertragungsnetze 398
12.9.1 Allgemein verwendbare Übertragungsnetze 398
12.9.2 Strukturierte Datenverkabelung 398
12.9.3 Lokale Datennetze 399
12.10 Gebäudeautomation 400
12.10.1 Grundstruktur 400
12.10.2 Aufgaben und Methoden der Automationstechnik 400
12.10.3 Gebäudesystemtechnik – Bussysteme 401
12.10.4 Drahtlose Kommunikation für die Gebäudeautomation 403
12.10.5 Herstellerneutrale Systemverbindung 403
12.11 Sonstige schwachstromtechnische Anlagen 404
12.12 Normen- und Literaturverzeichnis 404
13 Beleuchtungstechnik 407
13.1 Systemübersicht 407
13.2 Lichttechnische Grundgrößen 407
13.3 Grundfunktionen des Gesichtssinns 407
13.4 Tageslichtnutzung 412
13.5 Bemessung der Tageslichtbeleuchtung 418
13.5.1 Bemessungsgrundsätze 418
13.5.2 Berechnung des Tageslichtquotienten 419
13.6 Lampen 424
13.6.1 Lampe, Leuchte, Raum 424
13.6.2 Energieeffizienzklassen von Lampen 424
13.6.3 Temperaturstrahler 424
13.6.4 Gasentladungslampen 425
13.6.5 Leuchtstofflampen 426
13.6.6 LED-Lampen 427
13.6.7 Energieeffizienz von Lampen 428
13.7 Leuchten 428
13.8 Anordnung der Leuchten im Raum 428
13.9 Sicherheitsbeleuchtung 432
13.10 Leuchtdichte und Farbigkeit beleuchteter Flächen 434
13.10.1 Anforderungen 434
13.10.2 Physikalischer Ansatz 434
13.10.3 Vorwiegend reflektierende Materialien 435
13.10.4 Vorwiegend transmittierende Materialien 436
13.11 Bemessung der Kunstlichtbeleuchtung 437
13.11.1 Fotometrisches Grundgesetz 437
13.11.2 Lichtstärkemethode bei punktförmigen Lichtquellen 437
13.11.3 Lichtstärkemethode bei linienförmigen Lichtquellen 438
13.11.4 Wirkungsgradmethode 439
13.12 Praktische Beispiele 440
13.12.1 Anforderungen 440
13.12.2 Büros 440
13.12.3 Ausstellungen 442
13.12.4 Sporthallen und Hallenbäder 443
13.12.5 Verkaufsräume 445
13.12.6 Gaststätten 445
13.13 Normen- und Literaturverzeichnis 446
14 Förderanlagen 449
14.1 Systemübersicht 449
14.2 Aufzugsanlagen 449
14.2.1 Unterscheidung nach Frachtart 449
14.2.2 Sicherheitsfunktionen 449
14.2.3 Funktionsprinzipien 449
14.2.4 Anordnung im und am Gebäude 450
14.2.5 Konstruktiver Aufbau 451
14.2.6 Barrierefreiheit 452
14.2.7 Personenaufzüge 453
14.2.8 Bettenaufzüge 457
14.2.9 Lasten- und Güteraufzüge 457
14.3 Fahrtreppen und Fahrsteige 458
14.4 Sonstige Förderanlagen 460
14.5 Energetische Aspekte 460
14.6 Normen- und Literaturverzeichnis 462
15 Anhang 465
15.1 Glossar wichtiger energietechnischer Begriffe 465
15.2 Stichwortverzeichnis 471