III Inhalt GRUNDLAGEN FACHZEICHNEN ANGEWANDTE MATHEMATIK ARBEITS- UND MATERIALKUNDE ANHANG Grundlagen 1. SI-Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Basisgrößen und Basiseinheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 Nicht mehr zulässige Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Teile und Vielfache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.4 Länge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.5 Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2. Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.1 Abgeleitete Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.2 Fläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.3 Rauminhalt (Volumen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.4 Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.5 Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.6 Beschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.7 Kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.8 Fallbeschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.9 Gewichtskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.10 Auftrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.11 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.11.1 Hydrostatischer Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.11.2 Überdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.11.3 Luftdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.11.4 Absolutdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.11.5 Statischer und dynamischer Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.11.6 Ruhedruck – Fließdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.12 Druckkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.13 Hydrostatisches Paradoxon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.14 Volumenstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.15 Massenstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.16 Kontinuitätsgleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.17 Ausfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.18 Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.18.1 Celsius-Skala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.18.2 Kelvin-Skala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.18.3 Fahrenheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.19 Wärme und Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.20 Hauptsätze der Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.20.1 Erster Hauptsatz der Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.20.2 Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.21 Wärmemenge, Arbeit, Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.22 Spezifische Wärmekapazität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.23 Allgemeine Wärmegleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.24 Wärmeinhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.25 Mechanische Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.26 Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.27 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.27.1 Jahresnutzungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.27.2 Norm-Nutzungsgrad nach DIN 4702 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.28 Wärmebelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.1 Nennleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.2 Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.3 Anschlusswert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.4 Einstellwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.5 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.29 Wärmeleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.30 Durchfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.31 kv-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.32 Aggregatzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.33 Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.34 Zustandsänderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.34.1 Schmelzwärme, Flüssigkeitswärme, Verdampfungswärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.34.2 Zustandsänderung durch Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.35 Mischungsregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.36 Wärmeausdehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.36.1 Längenausdehnung fester Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.36.2 Volumsausdehnung flüssiger Körper . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.36.3 Gasgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.37 Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.37.1 Zustandsgrößen und Zustandsänderungen feuchter Luft im h,x-Diagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.38 Wärmeübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.39 Wärmeleitfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.40 Wärmeübergangskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.41 Wärmedurchgangskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.42 Temperaturverlauf in mehrschichtiger Wand . . . . . . . . 32 2.43 Wärmeübergang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.44 Temperaturabfall in Rohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3. Schall und Schallschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.1 Schalldämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.2 Schalldämmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.1 Elektrochemische Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2 Chemische Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3 Kontaktkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4 Mischinstallationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.5 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.5.1 Passiver Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.5.2 Aktiver Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.5.3 Korrosion bei Rohren, Armaturen und Zubehörteilen 39 5. Grundlagen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . 40 5.1 Stromkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.2 Stromarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.3 Stromstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.4 Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.5 Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.6 Das ohmsche Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.7 Elektrische Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.8 Elektrische Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.8.1 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.8.2 FI-Schutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.8.3 Schutzleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.9 Widerstandsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.9.1 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.9.2 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.10 Sicherer Umgang mit Elektrizität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.11 Räume mit Badewannen und Duschen . . . . . . . . . . . . . . 46 5.11.1 Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.11.2 Zusatzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.11.3 Elektrische Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 6. Energiewirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.1 Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.2 Flüssige Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.2.1 Einteilung und Eigenschaften der Öle . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.3 Pipelines in Österreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.4 Feste Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7. Wärmewert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.1 Brennwert Ho (oberer Heizwert) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.2 Heizwert Hu (unterer Heizwert) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.3 Betriebsheizwert HuB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 8. Ermittlung des Brennstoffbedarfs (Energiebedarf) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 8.1 Jahresbrennstoffbedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 9. Verbrennungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.1 Kohlendioxid CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.2 Stickstoff N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.3 Schwefeldioxid SO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.4 Kohlenmonoxid CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.5 Stickoxide NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.5.1 Promptes NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.5.2 Brennstoff-NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.5.3 Thermisches NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.6 Luftüberschuss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.7 Taupunkt der Abgase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 9.8 Rußzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 9.9 Die Abgasverluste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.10 Überprüfung von Heizungsanlagen ÖNORM M 7510 . . . . . 62 MUSTER
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