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Bauphysik und Baukonstruktion sind essentielle Bestandteile bei der Produktentwicklung sowie bei der Planung von Gebäuden. Sie vereinen das komplexe Zusammenspiel zwischen thermischen, hygrischen sowie akustischen Material-, Produkt- und Gebäudeeigenschaften. Parameteränderungen haben oft eine Auswirkung auf mehrere Eigenschaften eines Materials oder Produktes, weshalb eine ganzheitliche Analyse und Bewertung der bauphysikalischen Eigenschaften und deren gegenseitiger Beeinflussung sinnvoll sind. Beim Hochlochziegel ergibt sich dieses komplexe Zusammenspiel z.B. aus den Materialparametern und der Loch- bzw. Steggeometrie sowie den Abmessungen des Ziegels.

Abb.: Schematische Darstellung der komplexen Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Materialparametern und Produkteigenschaften

Das Institut für Ziegelforschung Essen e.V. bietet zusätzlich zu den rohstoff- und produktionsspezifischen Beratungen auch eine ganzheitliche Beratung bei der Entwicklung und Produktoptimierung von Hochlochziegeln im Hinblick auf die bauphysikalischen Eigenschaften an. Diese erfolgt durch die Kombination numerischer und messtechnischer Methoden zur Bestimmung, Analyse und Bewertung der Material- und Produkteigenschaften. Folgende Methoden und Verfahren kommen hierbei auf Material- und Bauteilebene zum Einsatz:

 

Thermische Eigenschaften:

  • Messung der Scherbenwärmeleitfähigkeit gemäß DIN EN 12664 (Einplattengerät) oder mittels Isomet-Schnelltest
  • Messung der Wärmeleitfähigkeit der Dämmstofffüllung nach DIN EN 12667 (Einplattengerät)
  • Messung der Wärmeleitfähigkeit am Mauerwerksprüfkörper nach DIN EN 1934
  • Numerische Bestimmung des Wärmedurchgangs z.B. durch komplexe Hochlochziegelstrukturen unter Berücksichtigung aller relevanten Wärmeübertragungsmechanismen

Abb.: Im Plattengerät eingebaute Materialproble mit aufgebrachten Temperaturfühlern auf der Kaltseite und Randdämmung aus Korkgranulat (links) sowie das Ergebnis des numerisch bestimmten Wärmestroms durch eine Hochlochziegelstruktur zur Berechnung der resultierenden Wärmeleitfähigkeit

 

Hygrische Eigenschaften:

  • Messung hygrischer Eigenschaften wie Wasserdampfdiffusion und Wasseraufnahme sowie die Bestimmung der Sorptionsisothermen
  • hygrothermische Bauteilsimulation zur Bewertung des Feuchtehaushaltes

 

Akustische Eigenschaften:

  • Bestimmung des dynamischen E-Moduls mittels Ultraschalllaufzeitmessung
  • Messtechnische und numerische Modalanalyse zur unterstützenden Bewertung des akustischen Verhaltens von Hochlochziegeln
  • Numerische Bestimmung des frequenzabhängigen Schalldämm-Maßes von Bauteilen
Abb.: Akustisches Schwingverhalten einer modellierten Wand aus Hochlochziegeln für eine bestimmte Frequenz (links) sowie 3-dimensionales Schwingverhalten von Einzelsteinen mittels numerischer Modalanalyse (rechts)

Zusätzlich zu den material-, produkt- und bauteilspezifischen Beratungsleistungen bietet das Institut zudem Beratungen auf Gebäudeebene an:

  • hygrothermische Gebäudesimulation zur Beurteilung von Energieeffizienz und Raumklima
  • raum- und bauakustische Messungen zur Bestimmung des Bauschalldämm-Maßes von Bauteilen und der Nachhallzeit von Räumen
  • Beprobung von Mauerwerkskonstruktionen sowie die Bestimmung der Materialparameter entsprechend des Leistungsverzeichnisses (z.B. Druckfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Wasserdampfdiffusion etc.)