Bauphysik Inhalt der Bauphysik-Vorlesung für Bachelor-Studiengänge Siehe auch: Modulbeschreibung “Bauphysik für Bauingenieure (Modul PH)” Die Gebiete der Bauphysik lassen sich grob in fünf Hauptbereiche gliedern: Wärme: Wärmeleitung, Wärmestrahlung; Wärmedämmung und  Wärmeschutz Feuchte: Wasserdampfgehalt in Luft und Wassergehalt in Baustoffen,  Feuchtetransport, Kondensation von Wasser an Oberflächen und in Baustoffschichten, Schimmelbildung in Wohnungen Akustik: Bauakustik, d.h. Schallübertragung und Schalldämmung innerhalb von Gebäuden; Raumakustik (Hörsamkeit von Räumen, d.h. Hall, Reflexions- und Interferenzphänomene); Schallimmissionsschutz (Schallübertragungen im Freien und Schutz gegenüber Lärm aus Verkehr, Gewerbe und Freizeitaktivitäten) Licht: Raumgestaltung im Hinblick auf Tageslicht und künstliche Beleuchtung Brandschutz Die Anfänger-Vorlesung gliedert sich in drei Hauptteile: Akustik und Schallschutz Wärme- und Feuchte-Transport in Bauteilen Strömungsmechanik (Bernoulli-Gleichung) – als physikalische Vorbereitung auf das Modul „Wasserbau“ Die Themen Brandschutz und Licht sind beim Einführungskurs für Bauingenieure ausgeklammert. Im Studiengang Gebäudeklimatik wird Akustik erst im Modul Bauphysik II behandelt. Dafür umfasst das Kapitel Wärme auch instationäre Vorgänge (Aufheiz- und Abkühlprozesse, periodische Temperaturschwankungen). Siehe Modulbeschreibung. Geschichtliches        Wenn Sie sich die Planung Ihres Traumhauses vornehmen, denken Sie vielleicht zunächst an architektonische Reize und Komforteinrichtungen: ein großes Wohnzimmer mit verglaster Fensterfront, mit Blick nach Süden in den Garten auf einen Teich, der direkt ans Haus und die elegante Holzterrasse angrenzt; im Erdgeschoß ein  Schwimmbad mit Saunabereich; ein offenes Treppenhaus mit freien Holztritten. Bei der Raumeinteilung berücksichtigen Sie neben den Schlafzimmern noch ein Arbeitszimmer (auch ein Traumhaus will bezahlt sein!) sowie einen Probenraum für Ihre Band.       Natürlich wird bei solchen Phantasien die konstruktionstechnische, ästhetische und künstlerische Neigung ihr Spiel entfalten. Allerdings muss eine kritische Bewertung der geplanten Konzepte erfolgen, die die physikalischen Konsequenzen eines architektonischen Entwurfs und seiner konstruktiven Umsetzung näher ins Auge fasst.        Während in der Frühzeit der menschlichen Zivilisation die Behausungen teilweise von der Natur vorgegeben waren (Höhlen) oder durch die begrenzten technischen Mittel und vorhandenen Ressourcen erst allmählich bautechnische Variationen entstanden, begegnete man mit wachsender Bevölkerungsdichte drängenden Problemen des Wohnungs- und Nutzraumbaus zunächst ohne ausreichende Kenntnisse von bauphysikalischen Gesetzmäßigkeiten. In der Zeit des alten Roms sind einstürzende Hochhäuser und akute Brandgefahr keine Seltenheit gewesen1. Im trockenen, warmen Mittelmeer-Klima mussten die Architekten vor allem baustatische Herausforderungen meistern; für die Beheizung hatten die Noblen im alten Rom bereits ein cleveres Abluftsystem aus Hohlwänden und -böden mit externer Befeuerung zur Verfügung. Derart beheizte Wände waren ideal gegen Feuchtekondensation und boten ein behagliches Raumklima. Anders im feucht-kalten transalpinen Norden: Hier waren Krankheiten und kurze Lebenserwartung maßgeblich bestimmt von den unausgereiften Bautechniken und der Problematik der Wärmebereitstellung. Aber auch im Zeitalter der Industrialisierung waren die Bauweisen keinesfalls energetisch optimiert.        Vor dem Ersten Weltkrieg bestanden die Außenmauern in der Regel aus 38 cm dicken Vollziegelmauerwerk (Kalksandstein, Naturstein oder Bimsbetonstein), Dämmstoffe fanden im Wohnungsbau noch keine Verwendung2. Dennoch wurden die ersten wärmetechnischen Baustoffcharakterisierungen bereits 1907 am Laboratorium für Technische Physik der Technischen Hochschule München unter Prof. Dr. Oskar Knoblauch durchgeführt; er war u.a. Mitbegründer des späteren Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) in Stuttgart. Aber bis nach dem Zweiten Weltkrieg konzentrierten sich die Forschungstätigkeiten hauptsächlich auf die Entwicklung einer wirtschaftlicheren Bauweise („Deutscher Ausschuss für wirtschaftliches Bauen“, 1921), um Material- und Transportkosten zu sparen. So entstanden 1920-1923 sog. „Sparwände“, die aus einem zweischaligen Mauerwerk mit umschlossenen Hohlräumen bestanden und als Vorläufer der später entwickelten Zwei- und Dreikammer-Hohlblocksteine angesehen werden können. Die beeindruckende „Weißenhof-Siedlung“ (1927) in Stuttgart, entworfen von international berufenen Architekten wie Mies van der Rohe, Le Corbusier oder Walter Gropius, wartete auf mit neuartigen Grundrissen, versetzten Wohnebenen, bis dahin im Wohnungsbau unüblichen Flachdächern und dünneren Wänden (15 cm Leichtbeton- oder Lochsteine).        Dennoch gab es Bauschäden bei diesen Versuchsbauten aus den Zwanziger Jahren, waren die neuen Ideen doch ausgeführt mit dem Wissen aus dem herkömmlichen (Vollstein-)Bauen, ohne dass eine grundlegende Beschäftigung mit den Eigenschaften der neuen Materalien und Bausysteme vorangegangen wäre.        Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde von Prof. Dr. Hermann Reiher die Freiland-Versuchsstelle Holzkirchen gegründet, mit dem Ziel, in den unbewohnten Versuchshäusern das hygrothermische Verhalten (Feuchte-Temperatur-Verhalten) verschiedener Baustoffe systematisch und unter reproduzierbaren Bedingungen zu studieren, um die Lücke zu schließen, die die Forschungsanstalten bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs im Hinblick auf bauphysikalische Grundlagenuntersuchungen gelassen hatten. Zudem kamen zum schnellen Wiederaufbau nach dem Krieg und in Folge des wirtschaftlichen Aufschwungs jede Menge neuer Baustoffe  auf den Markt, deren bauphysikalische Eigenschaften noch weitgehend unbekannt waren. Interessante Anekdoten und lehrreiche Geschichten zur Bauphysik wurden von dem langjährigen Leiter der Versuchsanstalt Dr. Helmut Künzel aufgezeichnet3.       Zur Objektivierung der wärmeschutztechnischen Anforderungen trug maßgeblich die bereits 1952 erschienene DIN 4108 – Wärmeschutz im Hochbau – bei. Erst 1981 wurde diese Norm mit Anforderungen zum Feuchteschutz (nach Glaser) grundlegend erweitert. Mit neuen Baustoffen wie Porenbeton, verbesserten Leichtbetonen und verschiedenen Schaumkunststoffen, sowie dem Einsatz von Flachdächern und Mehrschichtkonstruktionen wurde die Rolle der Wasserdampfdiffusion durch Baustoffschichten sehr bedeutsam; zu Beginn ein Fremdwort für vom Mauerwerksbau geprägte Architekten und Planer, und schnell ein neues wichtiges Aufgabengebiet in der Bauphysik.        Mit dem wachsenden Bedürfnis nach Wohnkomfort – Behaglichkeit, Lärmschutz und gesunder Wohnatmosphäre –, insbesondere aber durch die Energiekrise 1973 setzte allgemein ein Umdenken ein. Hatte man anfangs unangenehme Wärmebrücken teilweise durch direkte Beheizung „unschädlich“ gemacht, erhielt mit wachsenden Energiepreisen die Wärmedämmung einen enormen Bedeutungsgewinn.        Die ökonomischen Zwänge der Siebziger Jahre rückten die Bauphysik somit verstärkt ins öffentliche Interesse. Weitere Bedeutung erlangte sie seit den 1980er Jahren infolge eines gesteigerten ökologischen Bewusstseins und wachsender Wohnansprüche, auch in Bezug auf Lärmschutz.        Um auf das eingangs beschriebene Traumhaus zurückzukommen: Die Vermeidung von Wasserschäden, eine ausreichende Wärmedämmung und sommerlicher Wärmeschutz, Lichtverhältnisse, Schalldämmung im Bereich der Schlafräume, Trittschall an Treppen und Böden, Feuchteschäden (Schimmel!) etc. – all diese Aspekte sind zu berücksichtigen, damit aus dem Traumhaus kein Alptraum wird!           1 Lucius Annaeus Seneca: De Consolatione ad Marciam XXII, 3; De Beneficiis VI, 6, 2; Briefe, 10; Controversiae II, 1, 11; De Ira III, 35, 4-5;       De Tranquillitate Animi XI, 7 (1. Jh. n. Chr.)         2 Wolfgang Triebel, „Geschichte der Bauforschung“, Curt R. Vincent, Hannover, 1983.         3 Helmut Künzel, „Bauphysik - Geschichte und Geschichten“, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2002. Prof. Dr. Oliver Steffens Angewandte Physik und Bauphysik Fakultät Allgemeinwissenschaften und Mikrosystemtechnik Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg