Einflussfaktoren für Gebäudehülle

äußere Einflussfaktoren

Licht

Solarstrahlungsintensität

Von der Sonne treffen konstant 1.367 Watt pro Quadratmeter auf die äußere Erdatmosphäre. Diese Energiemenge, die sog. Solarkonstante E0 beschreibt die gemittelte extraterrestrische Sonnenstrahlungsenergie, die bei mittlerem Sonnenabstand unter Vernachlässigung des Atmosphäreneinflusses senkrecht auf die Erde auftrifft.

Das Maß für die Wegstrecke des Lichts durch die Atmosphäre ist das Air Mass. Bei senkrechtem Sonnenstand nimmt das Licht den kürzesten Weg durch die Atmosphäre, der Air Mass (AM) ist 1. Steht die Sonne schräg, verlängert sich ihr Weg durch die Atmosphäre, der AM vergrößert sich. Dies geht einher mit einer Abschwächung der Strahlungsleistung und einer Änderung des Spektrums. Für Zenitwinkel der nördlichen Hemisphäre ergeben sich bei längeren Wegen (AM 1,5) Globalstrahlungsleistungen von 1000 W/m².

Solarstrahlungswinkel

Unter dem Einstrahlungswinkel versteht man denjenigen Winkel, unter dem die von der Sonne ausgesendeten Lichtstrahlen auf die Erdoberfläche treffen. In den Tropen beträgt der Einstrahlungswinkel am Äquator 90°, wenn die Sonne zur Mittagszeit im Zenit steht. An den beiden Polen dagegen kann der Einstrahlungswinkel bei 0° liegen, d.h. im Winter steigt die Sonne am Nordpol zur Wintersonnenwende am 21. Dezember nicht über den Horizont. Der Einstrahlungswinkel eines jeden Ortes auf der Erde hängt von der geographischen Lage sowie dem aktuellen Datum ab. Mit dem Einstrahlungswinkel verändert sich auch die Menge der Sonnenenergie, die auf die Erdoberfläche auftrifft. Bei kleinem Winkel ist der Energieeintrag entsprechend kleiner als bei großem Winkel.

geographische Breite

Himmelsrichtung

Höhen(Höhenwinkel) der Sonne

wie kann man mit Datum, Uhrzeit und geographischen Koordinaten die Sonnenstand berechnen? http://aa.quae.nl/en/reken/zonpositie.html

Sonnenstand in Google Maps anzeigen: (Deutsch) http://www.sonnenverlauf.de (Englisch) http://suncalc.net

Beleuchtungsstärke

Die Beleuchtungsstärke Ev (englisch illuminance, SI-Einheit: Lux bzw. lux, Einheitenzeichen: lx) ist die fotometrische Entsprechung der radiometrischen Bestrahlungsstärke E (Einheit: Lumen/Quadratmeter bzw. lm/m²).

Horizont

Der Horizont (altgriechisch ὁ ὁρίζων, του ὁρίζοντος, neugriechisch ο ορίζοντας ‚der Gesichtskreis‘, vgl. auch griech. ὁρίζειν ‚begrenzen‘) ist die Grenzlinie zwischen der sichtbaren Erde und dem Himmel. Der Begriff Horizont wurde von Philipp von Zesen durch den Ausdruck Gesichtskreis eingedeutscht. Die vom Horizont aufgespannte Ebene ist die Horizont- bzw. Horizontalebene; sie steht rechtwinklig zur Zenit- oder Lotrichtung.

umgebene Bebauung

Vegetation

Luft

Lufttemperatur

Als Lufttemperatur wird jene Temperatur der bodennahen Atmosphäre bezeichnet, die weder von Sonnenstrahlung noch von Bodenwärme oder Wärmeleitung beeinflusst ist.

Die genaue Definition durch Wissenschaftler und Techniker ist je nach Fachgebiet etwas verschieden. In der Meteorologie wird die Lufttemperatur in einer Höhe von zwei Meter gemessen, wofür die klassischen, weiß gestrichenen Wetterhütten (Thermometerhütten) in freier Umgebung dienen.

In der Heiztechnik misst man die Außentemperatur, sie wird an einer wandnahen, gemäßigten Stelle genommen, ohne die Wandabstrahlung mitzumessen.

Luftfeuchtigkeit

Die Luftfeuchtigkeit – oder kurz Luftfeuchte – bezeichnet den Anteil des Wasserdampfs am Gasgemisch der Erdatmosphäre oder in Räumen. Flüssiges Wasser (zum Beispiel Regentropfen, Nebeltröpfchen) oder Eis (z. B. Schneekristalle) werden der Luftfeuchtigkeit folglich nicht zugerechnet. Die Luftfeuchtigkeit ist eine wichtige Kenngröße für zahlreiche technische und meteorologische Vorgänge sowie für Gesundheit und Behaglichkeit.

In Abhängigkeit von der Temperatur kann Luft von einem gegebenen Volumen nur eine gewisse Höchstmenge Wasserdampf aufnehmen. Das geläufigste Maß für die Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit, angegeben in Prozent (%). Sie gibt für die aktuelle Temperatur und den aktuellen Druck das Verhältnis des momentanen Wasserdampfgehalts zum maximal möglichen Wasserdampfgehalt an.

Windgeschwindigkeit

Die Windgeschwindigkeit ist der Weg, den Luft pro Zeiteinheit im Raum zurücklegt. Sie ist eine gerichtete Größe, definiert als Vektor mit einer waagerechten und einer senkrechten Komponente. Dieser wird jedoch in der Praxis meist auf die horizontale Komponente beschränkt und durch bestimmte Geschwindigkeitsintervalle in eine Windstärke kategorisiert. Es wird dadurch möglich, den Geschwindigkeitsvektor anwendungsorientiert aufzubereiten, um die jeweils relevanten Elemente hiernach beispielsweise in Wetterkarten eintragen zu können. Für bestimmte Anwendungen wie die Luftfahrt ist jedoch auch die vertikale Komponente der Windgeschwindigkeit wichtig, beispielsweise um Aufwinde für Segelflieger oder Paragleiter abzuschätzen.

Windrichtung

Windrichtung ist die Himmelsrichtung, aus der der Wind kommt. Sie wird in der Meteorologie oder Nautik entweder als eine von acht oder sechzehn Hauptwindrichtungen oder als Gradzahl der Kompassrose (zwischen 1° und 360°) angegeben. Bei Stationsmeldungen (Beobachtung) wird die Windrichtung in sechzehn 22,5°-Schritten (Nord (N), Nordnordost (NNE), Nordost (NE), Ostnordost (ENE), Ost (E) usw.) angegeben, bei Wetterprognosen dagegen nur in acht 45°-Schritten (Nord (N), Nordost (NE), Ost (E), Südost (SE), Süd (S), Südwest (SW), West (W) und Nordwest (NW)). Bei der Gradangabe zählt die Gradzahl von Norden im Uhrzeigersinn. Ein Nordostwind entspräche daher 45°, ein Nordwestwind 315° usw.

Luftqualität

Die Luftqualität (Luftgüte) beschreibt die Beschaffenheit der Luft bezogen auf den Anteil der Luftverunreinigungen. Die Luftqualität wird durch in Gesetzen oder Verordnungen festgelegten Grenz- oder Richtwerten bestimmt. Die Überwachung der Luftqualität erfolgt mit Immissionsmessnetzen, deren Messstationen unter anderem an viel befahrenen Straßen (hot spots) oder auch in Wäldern (Hintergrundwerte) liegen können.

Schall

Schall (von Althochdeutsch: scal) bezeichnet allgemein das Geräusch, den Klang, den Ton, den Knall (Schallarten), wie er von Menschen mit dem Gehör, also dem Ohr-Gehirn-System, aber auch von Tieren auditiv wahrgenommen werden kann. Schall stellt die Ausbreitung von kleinsten Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper) dar. Man unterscheidet den Nutzschall, wie Musik oder die Stimme beim Gespräch, und den Störschall, wie Baustellen- oder Verkehrslärm.

Niederschlag

Als Niederschlag bezeichnet man alles Wasser, dass in flüssiger oder fester Form aus Wolken auf die Erde fällt, also Regen, Schnee, Hagel und Graupel. Außerdem zählt noch das Wasser, dass sich auf Oberflächen absetzt (Tau oder Reif) zum Niederschlag.

Erde

Erdreichtemperatur

Auf vielen Wetterwarten der meteorologischen Dienste wird die Bodentemperatur zusätzlich zur Lufttemperatur gemessen – meist knapp unter der Erdoberfläche und in etwa 20 cm Tiefe.

Erdreichfeuchtigkeit

Ein Boden ist wassergesättigt, wenn der gesamte Porenraum des Bodens von Wasser ausgefüllt ist. Ein Teil dieses Wassers wird als Sickerwasser in tiefere Zonen verlagert, während ein anderer Anteil des Bodenwassers gegen die Schwerkraft gehalten wird: das sogenannte Haftwasser – es bildet die eigentliche Bodenfeuchte.

Erdreichspeichermasse

Die Wärmekapazität C eines Körpers gibt an, wie viel thermische Energie Q er bezogen auf die Temperaturänderung \Delta T aufnimmt oder abgibt.

Die Wärmekapazität ist eine extensive Größe. Die Einheit ist [C] = \mathrm{\tfrac{J}{K}}(Joule pro Kelvin).

innere Einflussfaktoren

thermisch

Raumlufttemperatur

Als Raumtemperatur wird die Temperatur bezeichnet, die üblicherweise in bewohnten Räumen herrscht. Sie wird an der Raumluft gemessen.

mitt. Raumumschließungstemperatur

Unter Raumumschließungs- temperatur wird dabei die Temperatur verstanden, die den menschlichen Körper unmittelbar umgibt.

Oberflächentemperatur

Zulufttemperatur

Zuluftgeschwindigkeit

Raumluftfeuchte

Zuluftfeuchte

Luftbewegung

akustisch

Geräuschpegel

gemessene Stärke eines Geräusches

Schallbelastung

Nachhallzeiten

Die Nachhallzeit mit dem Formelzeichen T60 oder auch einfach T, im Englischen meistens RT (reverberation time), ist die bekannteste raumakustische Kenngröße. Unter der Nachhallzeit versteht man das Zeitintervall, innerhalb dessen der Schalldruck in einem Raum bei plötzlichem Verstummen der Schallquelle auf den tausendsten Teil seines Schalldruck-Anfangswerts abfällt, was einer Pegelabnahme von 60 dB entspricht. Die Nachhallzeit eines Raums wird üblicherweise für die Mittenfrequenz eines Terzfilters mit der Frequenz von 500 Hz oder 1 kHz angegeben oder als frequenzabhängige Kurve der Abhängigkeit der Nachhallzeit von der Frequenz, was aber keinen Frequenzgang des Nachhalls darstellt.

visuell

Direktstrahlung

Die Direktstrahlung bezeichnet den Teil der aus einer Strahlungsquelle emittierten elektromagnetischen Strahlung, der sich ohne auf ein Hindernis zu treffen ausgebreitet und daher den kürzest möglichen Weg zwischen dem Ort seiner Emission und dem Ort zurücklegt, an dem er reflektiert, absorbiert, gestreut, gebeugt oder gebrochen wird. Die resultierende nicht direkte Strahlung wird als Diffusstrahlung bezeichnet.

Lichtwinkel

Beleuchtungsstärke

Lichtdichteverteilung

Kontrast

Blendung

Blendung bezeichnet eine durch überhohe Helligkeiten ausgelöste optische oder visuelle Störung, die zur Überforderung des visuellen Systems führt. Übertragen und vereinfacht werden auch Störquellen, die zur Überbelichtung optischer technischer Geräte führen, Blendung genannt.

Tageslichtquotient

Der Tageslichtquotient (Formelzeichen: D, Einheit: %) ist ein Maß für die Tageslichtversorgung von Räumen in Gebäuden. Er gibt das Verhältnis der Beleuchtungsstärke E (gemessen in Lux) im Raum zur Beleuchtungsstärke draußen bei bedecktem Himmel an:

D = \frac{E_{innen}}{E_{aussen}} * 100

Der Tageslichtquotient ist unabhängig von Datum und Uhrzeit immer konstant. Er wird von verschiedenen Regelwerken als Bewertungskriterium für die Tageslichtversorgung von Räumen herangezogen.

Beispiele: Für Räume mit Seitenlicht sollte laut DIN 5034 ein Tageslichtquotient von 0,95 % in halber Raumtiefe erreicht werden. In Räumen mit Oberlichtern sollte er zwischen 4,00 % und 10,00 % liegen.

Tageslichtautonomie

Die Tageslichtautonomie gibt Auskunft darüber, wie viel Prozent der täglichen Arbeitszeit durch das vorhandenes Tageslicht ausreichend beleuchtet wird. Die Arbeitszeit ist dabei festgelegt auf eine Dauer von 8:00-18:00 Uhr an Werktagen. (Bei einem Arbeitsplatz im Freien wäre in Europa die Tageslichtautonomie für circa 95 % der Arbeitszeit gegeben.)

Als Richtwerte sollten eine Nennbeleuchtungsstärke von 500 Lux in der Arbeitsebene für Büros und 50 Lux für Verkehrsflächen nicht unterschritten werden.

Farbwiedergabe

Außenbezug

Ausblick

olfaktorisch

Luftwechsel

Luftqualität

Quelle:

Hegger, Manfred, et al. Energie Atlas-Nachhaltige Architektur. Institut für Internationale Architekturdokumentation/Birkhäuser, 2007.

http://www.wikipedia.de

http://www.elkage.de

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