Ausarbeitung Holzfenster und Eingangstür für eine Grundschule

in Köln

1. Anforderungen

1.1 Tragfähigkeit

1.1.1 Allgemein

Fenster, Fensterelemente, Fenstertüren und Außentüren sind in der Regel als nichttragende, leichte Außenwand-Elemente zu sehen. Sie haben deshalb nur ihr Eigengewicht zu tragen. Senkrechte Lasten aus dem Dach oder aus Geschossdecken dürfen von ihnen nicht aufgenommen werden. Sie müssen jedoch in der Lage sein waagerechte Windlasten aufzunehmen und auf die tragenden Bauteile abzuleiten, ohne dass die Funktion gestört wird.

1.1.2 Windbeanspruchung

Die Windbeanspruchung ist die Einwirkung von Wind auf das Gebäude. Sie setzt sich aus Druck-, Sog- und Reibungswirkungen zusammen. Die Windlast ist mitunter von der Gebäudeform, Gebäudelage und der Gebäudehöhe abhängig. Als Belastung sind die Angaben nach DIN 1055 Teil 4 (Lastannahmen im Hochbau) zugrunde gelegt. Eine Trennung der Windkräfte in Druck und Sog ist nicht vorgesehen. Es wird empfohlen, für Druck und Sog die volle Windlast anzusetzen. Hiernach gilt eine Begrenzung der rechnerischen Durchbiegung von 1/300 der Stützweite bis maximal 8mm. Dies gilt für Bauteile die nicht in den Geltungsbereich von DIN 18056 (Verbindung von Rahmen am Baukörper) fallen. Die Windlast w wird als vielfaches des Staudrucks q gemessen:

w = c * q in kp/m²

Hierbei ist c ein Beiwert der von der Gestalt des Gebäudes abhängt. Bei geschlossenen Bauwerken beträgt er 1,2, für turmartige Gebäude 1,6 (DIN 1055).

Unter Berücksichtigung der Gebäudehöhe und der damit zusammenhängenden Windbeanspruchung werden Fenster nach DIN 18055 (Tabelle 2) in Beanspruchungsgruppen eingeteilt. Demnach gilt für das ausgewählte Schulgebäude, mit einer Gebäudehö he von 7,49m, die Beanspruchungsgruppe A.

1.1.3 Beanspruchung unter alltäglicher Nutzung

Dies sind Beanspruchungen, die unter alltäglicher Nutzung auftreten und denen das Fenster standhalten muss, wie beim Öffnen, Schließen, Stoßen usw. (DIN 18055)

1.1.4 Fenster

Die Querschnitte der einzelnen Bauteile von Fenstern und Fenstertüren können nach den Rosenheimer Richtlinien oder nach DIN 68121 genau errechnet werden.

Da jedes Bauteil einer anderen Berechnungsart unterliegt, ist es wichtig den genauen Aufbau und die Lage der einzelnen Bauteile zu kennen:

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1. Blendrahmen:

2. Flügelrahmen:

3. Sprossen:

1.1.5 Außentüren

Außentüren aus Holz unterliegen den gleichen konstruktiven und bauphysikalischen Anforderungen wie Fenster und Fenstertüren. Daher können hier die gleichen DIN-Normen zu Rate gezogen werden.

1.2 Schallschutz

1.2.1 Allgemein

In DIN 4109 werden für die Außenwände und Fenster je nach Flächenanteil Schalldämmmaße zum Schutz gegen Außenlärm angegeben. Im Allgemeinen haben Fenster eine erheblich geringere Schalldämmung als die sie umgebenden Wände. Fenster werden in der VDI-Richtlinie 2719 in Schallschutzklassen unterteilt. Die DIN-Norm 4109 gibt je nach Flächenanteil erforderliche Schalldämmmaße zum Schutz gegen Außenlärm an.

1.2.2. Anforderungen

- Um das erforderliche Fenster zu wählen wurde zunächst der „maßgebliche Außenlärmpegel“ ermittelt.( DIN 4109, Bild 1) Hierzu dienten folgende Angaben;

Verkehrsbelastung ca. 350-400 KFZ / Tag Entfernung zur Straße ca. 10m

- Gemäß DIN 4109 darf für die von der maßgeblichen Lärmquelle

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abgewandte Gebäudeseite der „maßgebliche Außenlärmpegel“ ohne besonderen Nachweis, bei geschlossener Bebauung, um 10dB gemindert werden.

- Aus diesen Angaben ergibt sich für das Außenbauteil der zu bearbeitenden Schule: erf. Rw,res = 35 dB und für unser Fenster erf. Rw = 30 dB

- Wandanschluss: Hohlraum mit Mineralwolle ausgestopft, Fuge beidseitig mit elastischer Dichtmasse abgedichtet.

- Glasscheibendicke: Bei Doppelverglasung sollte man möglichst zwei verschieden dicke Scheiben wählen. Günstig ist es wenn eine Schiebe mindestens die doppelte Dicke der anderen Scheibe hat. Durch die Überlagerung des ungünstigen Spuranpassungseffektes wird eine Steigerung der Dämmwerte um 2-4 dB möglich.

- Rahmenmaterial: Der Einfluss des Rahmenmaterials ist bei gleichem Aufbau und einwandfreier Konstruktion (Für Holz DIN 18 355 und DIN 68 121) zu vernachlässigen.

- Gasfüllungen: Die Schalldämmung von Mehrscheiben- Isoliergläsern kann in gewissen Frequenzbereichen verbessert werden, wenn die Luft im Scheibenzwischenraum durch geeignete Schwergase ersetzt wird.

- Außentüren: In der Regel gilt, daß der Dämmwert einer Tür nicht um mehr als 5 dB schlechter sein sollte als die umgebende Wand. Einflußgrößen; Türblatt (Gewicht, Biegesteifigkeit der verwendeten Materialien, konstruktiver Aufbau) Dichtungen an der Tür (Türfalze, Bodenfuge, Wandanschluß)

1.3 Brandschutz

Nach DIN 4102 Teil 4 müssen die zu wählenden Fenster und Türen der Brandschutzklasse 2 (normal entflammbar) entsprechen, gemäß der Mindestanforderung der LBO.

1.4 Wärmeschutz

1.4.1 Geforderter Wärmeschutz/Energieeinsparung von Holzfenstern und Außentüren

• Nach ENEV §1 werden Gebäude klassifiziert und deren Anforderungen im §3 wiedergegeben. Für das Projekt gilt: Ein Haus mit normalen Innentemperaturen (19°C), das jährlich mehr als 4 Monate beheizt und genutzt wird.

• Anhang 1 der ENEV Tab.1 bezieht sich auf den Jahresprimärenergiebedarf. Es gibt Unterschiede zwischen Gebäuden mit einem Fensterflächenanteil von mehr oder weniger als 30%. Für die Schule gilt ca. 40% Fensterflächenanteil nach Anhang 1 2.8 Fensterflächenanteilberechnung.

• Anhang 1 Tabelle 2 zeigt ein vereinfachtes Verfahren zur Ermittelung des Jahresheizwärmebedarfs.

• Anhang 1 Tabelle 3 gibt ergänzend zur spezifischen Transmissionswärmeverlustberechnung Temperaturfaktoren Fxi für verschiedene Bauteile an. -> Fenster: Fxi = 1

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