Applied Building Physics

While the first volume on building physics deals with the physical principles of heat, air and moisture behaviour of buildings, building structures and components, this second volume on applied building physics focuses on the question of what the desired performance of buildings consists of. To achieve this, knowledge of the external environmental effects and the internal live loads to which buildings are subjected is a necessary first step. Subsequently, the performance requirements and the physical correspondences are deepened with the determination of their physical parameters, at the levels of buildings, building structures and building components.
Compared to the second edition, the discussion of criteria is not limited to thermal comfort, but also includes acoustic, visual and olfactory aspects. Likewise, the indoor air quality is considered in a broader way. Analyses and calculations result in sustainable buildings with a comfortable indoor climate from functional and durable building constructions.
Compared to the second edition, the text for the third edition has been reorganised, corrected, revised and expanded where appropriate. A useful appendix for quick reference contains standard values of material properties for a wide range of building materials.
The analyses and calculations described in this book result in sustainable buildings made of functional and durable building constructions, with comfortable and healthy indoor climate and air quality.
Compared to the second edition the text in this third edition has been reshuffled, corrected, reworked and extended where appropriate.Während ein erstes Buch über Bauphysik die physikalischen Grundlagen des Wärme-, Luft- und Feuchteverhaltens von Gebäuden, Baukonstruktionen und Bauteilen behandelt, richtet dieses zweite Buch über Angewandte Bauphysik den Fokus auf die Frage, worin eine ausgewogene Gebäude-Performance besteht. Zunächst werden die Umwelteinwirkungen auf Gebäude erläutert - also all jene Parameter, die die äußeren und inneren Umgebungsbedingungen beschreiben, wobei der Schwerpunkt auf der praktischen Umsetzung liegt. Anschließend folgt die Erörterung jener Leistungsanforderungen, die auf der Ebene des gesamten Gebäudes von Bedeutung sind, wobei hauptsächlich der thermische, akustische, visuelle und olfaktorische Komfort, die Innenraumluftqualität, der Energieverbrauch, die Dauerhaftigkeit, die Wirtschaftlichkeit und die Nachhaltigkeit betrachtet werden. Es folgt eine eingehende Diskussion der Anforderungen bzgl. Wärme-, Luft- und Feuchte-Verhalten sowie der Messgrößen auf der Ebene der Baukonstruktionen.
Die in diesem Buch beschriebenen Analysen und Berechnungen führen zu nachhaltigen Gebäuden, die aus funktionalen und dauerhaften Baukonstruktionen bestehen und ein angenehmes und gesundes Raumklima aufweisen.
Der gesamte Text, einschließlich der Abbildungen, wurde überarbeitet und wo nötig neu formuliert. In Kapitel 3 wurden die Ausführungen über den Komfort nicht nur auf den thermischen, sondern auch auf den akustischen, visuellen und olfaktorischen Komfort ausgedehnt. Auch der Teil zur Luftqualität in Innenräumen ist erweitert, ebenso wie der Teil zur Nachhaltigkeit. In Kapitel 4 wurde ein Beispiel aus der Praxis hinzugefügt. Das letzte Kapitel über Materialeigenschaften wurde in das Buch zur Bauphysik verschoben und durch einen Anhang zum schnellen Nachschlagen ersetzt, der lediglich Richtwerte enthält, für die Listen mit Standardwerten fehlen.
(Paket: Print-Buch und E-PDF)

Preface
Units and Symbols
Introduction, Historical Review
1 Ambient Conditions Out- and Indoors
1.1 Overview
1.2 Outdoors
1.3 Indoors
Further Reading
2 Performance Metrics and Arrays
2.1 Definitions
2.2 Functional Demands
2.3 Performance Requirements
2.4 A short history
2.5 Performance arrays
Further Reading
3 Functional Demands at the Whole Building Level
3.1 In brief
3.2 Thermal, acoustical, visual and olfactory comfort
3.3 Health and Indoor environmental quality (IEQ)
3.4 Energy Efficiency
3.5 Durability
3.6 Economics
3.7 Sustainability
3.8 High performance buildings
Further Reading
4 Heat, Air, Moisture Metrics at the Building Assembly Level
4.1 Introduction
4.2 Air-tightness
4.3 Thermal transmittance
4.4 Transient thermal response
4.5 Moisture tolerance
4.6 Thermal bridging
4.7 Contact coefficient
4.8 Hygrothermal stress and strain
4.9 Transparent parts: solar transmittance
Further Reading
5 The Envelope Parts HAM Performances Applied to Timber-Frame
5.1 In general
5.2 Assembly
5.3 Performance evaluation
Further Reading
Appendix: Heat, Air, Moisture Material Properties
Index Vorwort
Einheiten und Symbole
Einleitung, Historischer Rückblick
1 Umgebungsbedingungen in Außen- und Innenräumen
1.1 Überblick
1.2 Außenklima
1.3 Innenraumklima
Literatur
2 Performance-Kennzahlen und -Spektrum
2.1 Definitionen
2.2 Funktionale Anforderungen
2.3 Leistungsanforderungen
2.4 Eine kurze Geschichte
2.5 Performance-Spektrum
Literatur
3 Funktionale Anforderungen auf der Ebene des gesamten Gebäudes
3.1 In Kürze
3.2 Thermischer, akustischer, visueller und olfaktorischer Komfort
3.3 Gesundheit und Umweltqualität in Innenräumen (IEQ)
3.4 Energieeffizienz
3.5 Dauerhaftigkeit
3.6 Wirtschaftlichkeit
3.7 Nachhaltigkeit
3.8 High-Performance-Gebäude
Literatur
4 Wärme-, Luft- und Feuchtekenngrößen von Baukonstruktionen
4.1 Einführung
4.2 Luftdichtheit
4.3 Wärmedurchgangskoeffizient
4.4 Thermisches Verhalten
4.5 Feuchtetoleranz
4.6 Wärmebrücken
4.7 Kontaktkoeffizient
4.8 Hygrothermische Beanspruchungen
4.9 Transparente Teile: Sonneneinstrahlung
Literatur
5 Die hygrothermische Performance der Gebäudehülle im Holzrahmenbau
5.1 Allgemeines
5.2 Baukonstruktion
5.3 Beurteilung der Performance
Literatur
Anhang: Materialeigenschaften ausgewählter Baustoffe
Stichwortverzeichnis Dr. Ir. Hugo S.L.C. Hens is an emeritus professor of the University of Leuven (KULeuven), Belgium. Until 1972, he worked as a structural engineer and site supervisor at a mid-sized architectural office. After the sudden death of his predecessor and promotor Professor A. de Grave in 1975 and after defending his PhD thesis, he stepwise built up the Department of Building Physics at the Department of Civil Engineering.
He taught Building Physics from 1975 to 2003, performance based building design from 1975 to 2005 and building services from 1975 to 1977 and 1990 to 2008. He authored and co-authored 68 peer reviewed journal papers and 174 conference papers about the research done, has helped to manage hundreds of building damage cases and acted as coordinator of the CIB W40 working group on Heat and Mass Transfer in Buildings from 1983 to 1993. Between 1986 and 2008, he was operating agent of the Annexes 14, 24, 32 and 41 of the IEA EXCO on Energy in Buildings and Communities. He is a fellow of the American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). Dr. Ir. Hugo S.L.C. Hens ist emeritierter Professor der Universität Leuven (KU Leuven), Belgien. Bis 1972 arbeitete er als Tragwerkplaner und Bauleiter in einem mittelgroßen Architekturbüro. Nach dem plötzlichen Tod seines Vorgängers und Förderers Professor A. de Grave und nach der Verteidigung seiner Doktorarbeit baute er ab 1975 schrittweise das Fachgebiet Bauphysik am Fachbereich Bauingenieurwesen auf. Er lehrte Bauphysik von 1975 bis 2003, Performance Based Building Design von 1975 bis 2005 und Gebäudetechnik von 1975 bis 1977 und von 1990 bis 2008. Hugo Hens war Autor und Mitautor von 68 begutachteten Zeitschriftenaufsätzen und 174 Konferenzbeiträgen über seine Forschungsarbeiten, und erstellte Hunderte von Schadensgutachten und Sanierungsplanungen. Von 1983 bis 1993 wirkte er als Koordinator der CIB W40 Working group für "Heat and Mass Transfer in Buildings". Zwischen 1986 und 2008 war er Beauftragter für die Anhänge 14, 24, 32 und 41 der IEA EXCO on Energy in Buildings and Communities. Er ist Mitglied der American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE).