{"id":3622,"date":"2018-08-06T11:15:12","date_gmt":"2018-08-06T09:15:12","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=3622"},"modified":"2019-08-13T12:01:22","modified_gmt":"2019-08-13T10:01:22","slug":"2-2-waermespeicherung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/2-2-waermespeicherung\/","title":{"rendered":"2.2 W\u00e4rmespeicherung"},"content":{"rendered":"<p>Bei vorhandenem Strahlungsgewinn-\u00dcberschuss ist zu beachten, dass u.\u2009U. infolge Temperaturerh\u00f6hung im Rauminnern ein Teil des Gewinns nicht als heizwirksam angesehen werden kann (vgl. Abschnitt 6.2.1, <i>Nutzbare W\u00e4rmegewinne Q<\/i><sub>ug<\/sub>). Das Fenster ist bei der Energiebilanzierung deshalb immer zusammen mit dem ganzen Raum zu betrachten. Folgende Faktoren beeinflussen die Ausnutzung der Strahlungsw\u00e4rme positiv:<\/p>\n<ul>\n<li>Speichermasse im Raum zur Aufnahme von \u00dcberschussw\u00e4rme<\/li>\n<li>Raumthermostatregelung oder Niedertemperaturheizsystem zur Anpassung der Heizabgabeleistung an den aktuellen Bedarf<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Sonnenschutzeinrichtungen<\/h3>\n<p>Die Wirkung von Sonnenschutzeinrichtungen in Form von Senkrechtmarkisen, Rolll\u00e4den, Jalousien und Lamellensystemen auf den solaren und visuellen Strahlungsdurchgang in Kombination mit einer Verglasung kann nach dem vereinfachten Verfahren in EN 13363-1 <span class=\"tooltips\" title=\"Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen\u00a0\u2013 Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades\u00a0\u2013 Teil 1: Vereinfachtes Verfahren, EN 13363\u200a\u2013\u200a1.\u00a0CEN, Br\u00fcssel (2007)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">[2.36]<\/span><\/span> ermittelt werden. Die Berechnung des Gesamtenergiedurchlassgrades <i>g<\/i><sub>tot<\/sub> f\u00fcr Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades <i>\u03c4<\/i><sub>v,tot<\/sub> erfolgt in Abh\u00e4ngigkeit der Position der Sonnenschutzeinrichtung zur Verglasung und der Stellung des Behanges (geschlossen, Arbeitsstellung bei 45\u00b0 oder vorgegebene \u00d6ffnungsfl\u00e4che). F\u00fcr die Berechnung sind detaillierte Kennwerte der Verglasung und der Sonnenschutzeinrichtung erforderlich.<\/p>\n<p>In Anhang 9.14 sind die Anforderungen an den Sonnenschutz gem\u00e4ss SIA 382\/1 <span class=\"tooltips\" title=\"L\u00fcftungs- und Klimaanlagen \u2013 Allgemeine Grundlagen und Anforderungen, SIA 382\/1, Schweiz. Ing. &amp; Arch.verein (SIA), Z\u00fcrich (2007)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">[2.39]<\/span><\/span> sowie das vereinfachte Berechnungsverfahren nach EN 13363-1 <span class=\"tooltips\" title=\"Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen\u00a0\u2013 Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades\u00a0\u2013 Teil 1: Vereinfachtes Verfahren, EN 13363\u200a\u2013\u200a1.\u00a0CEN, Br\u00fcssel (2007)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">[2.36]<\/span><\/span> zur Bestimmung des totalen <i>g<\/i>-Wertes von Verglasungen in Kombination mit Sonnenschutzeinrichtungen angegeben.<\/p>\n<p>Durch Strahlungseinfl\u00fcsse und den t\u00e4glichen Gang der Aussenlufttemperaturen sind Aussenbauteile st\u00e4ndigen Temperatur- und W\u00e4rmestromschwankungen unterworfen. Um die zeitlichen Temperaturschwankungen im Bauteil richtig erfassen zu k\u00f6nnen, sind die Effekte der W\u00e4rmespeicherung zu ber\u00fccksichtigen. Jedes Material hat die F\u00e4higkeit, W\u00e4rme aufzunehmen und zu speichern:<\/p>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.47)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_48.png\" \/><\/p>\n<div><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02_Chap_FrameStory125_anchored_autoexport.png\" \/><\/div>\n<h2>2.2.1 Homogene Baustoffe<\/h2>\n<p>Das W\u00e4rmespeicherverm\u00f6gen eines homogenen Baustoffes mit halbunendlicher Dicke kann durch den <i>W\u00e4rmeeindringkoeffizienten b<\/i> charakterisiert werden:<\/p>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.48)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_49.png\" \/><\/p>\n<div><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02_Chap_FrameStory126_anchored_autoexport.png\" \/><\/div>\n<p>Ber\u00fchren sich zwei halbunendliche K\u00f6rper unterschiedlicher Temperatur (<i>T<\/i><sub>1<\/sub>, <i>T<\/i><sub>2<\/sub>), so stellt sich an der Kontaktfl\u00e4che eine Temperatur <i>T<\/i><sub>0<\/sub> ein, die von dem W\u00e4rmeeindringkoeffizienten <i>b<\/i><sub>j<\/sub> abh\u00e4ngt:<\/p>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.49)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_50.png\" \/><\/p>\n<p>Die <i>Temperaturleitf\u00e4higkeit a<\/i> gibt das Mass f\u00fcr die Geschwindigkeit an, mit der sich eine Temperatur\u00e4nderung im Material ausbreitet:<\/p>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.50)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_51.png\" \/><\/p>\n<p>Die <i>Eindringtiefe \u03b4<\/i> ist diejenige Tiefe in einem halbunendlichen Baustoff, bei der die Temperaturschwankung auf 1\/e des Wertes der Oberfl\u00e4chentemperaturschwankung abgeklungen ist:<\/p>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.51)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_52.png\" \/><\/p>\n<div><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02_Chap_FrameStory127_anchored_autoexport.png\" \/><\/div>\n<div id=\"bild-hle-2-34\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-34.png\" alt=\"Definition der Eindringtiefe und Abnahme von Temperaturschwankungen\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.34:\u2002Definition der Eindringtiefe und Abnahme von Temperaturschwankungen<\/div>\n<h3><\/h3>\n<p>Die Eindringtiefe ist von der Periodenl\u00e4nge\u00a0<i>T<\/i> der Temperaturschwankung abh\u00e4ngig. Kurzzeitige Temperaturst\u00f6rungen dringen somit weniger tief in den Baustoff ein als langzeitige.<\/p>\n<p>Aufgrund der W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit der Wandmaterialien treten <i>\u00e4ussere Temperaturschwankungen<\/i> beim Durchgang durch die Wand an der inneren Oberfl\u00e4che <i>abgeschw\u00e4cht<\/i> (ged\u00e4mpft) und <i>zeitlich verz\u00f6gert<\/i> auf. F\u00fcr den idealisierten Fall periodischer Schwankungen der Aussentemperatur (z.\u2009B. Tag- und Nachtgang mit Periodendauer\u00a0<i>T<\/i> =\u202f24 h) wird das Verh\u00e4ltnis zwischen den Amplituden der Aussenlufttemperatur und denjenigen der inneren Wandoberfl\u00e4chentemperatur als sog. <i>Temperaturamplitudend\u00e4mpfung \u03c5<\/i> definiert. Die Zeitverschiebung zwischen dem Auftreten der \u00e4usseren und inneren Temperaturextremalwerte (z.\u2009B. Maxima\/Minima) wird als <i>Phasenverschiebung \u03b7<\/i> bezeichnet.<\/p>\n<div><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02_Chap_FrameStory67_autoexport.png\" \/><\/div>\n<div id=\"bild-hle-2-35\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-35.png\" alt=\"Periodischer W\u00e4rmedurchgang\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.35:\u2002Periodischer W\u00e4rmedurchgang<\/div>\n<h2>2.2.2 Mehrschichtige Bauteile<\/h2>\n<p>Der periodische W\u00e4rmedurchgang durch eine mehrschichtige Wand kann wie folgt dargestellt werden:<\/p>\n<div id=\"bild-hle-2-36\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-36.png\" alt=\"Temperaturverlauf in einer homogenen Aussenwand bei periodischer W\u00e4rmebelastung von aussen\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.36:\u2002Temperaturverlauf in einer homogenen Aussenwand bei periodischer W\u00e4rmebelastung von aussen (4h-Schritte; <i>\u03b8<\/i><sub>i<\/sub> =\u202f<i>\u03b8<\/i><sub>e<\/sub> ; \u0394<i>q<\/i><sub>i<\/sub> =\u202f0) <span class=\"tooltips\" title=\"G. Staufenbiel und J. Wessig: Bauphysik und Baustofflehre, Bauverlag, Wiesbaden (1992 ff.)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">[2.27]<\/span><\/span><\/div>\n<h3><\/h3>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.52)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_53.png\" \/><\/p>\n<p>Mit Hilfe der Matrizenrechnung <span class=\"litref\">[<span class=\"tooltips\" title=\"W. Heindl: Der W\u00e4rmeschutz einer ebenen Wand bei periodischen W\u00e4rmebelastungen, Ziegelindustrie Heft 18 (1966)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">2.18<\/span><\/span>, <span class=\"tooltips\" title=\"R. Sagelsdorff, Th. Frank: W\u00e4rmeschutz und Energie im Hochbau (Element 29), Schweiz. Ziegelindustrie, Z\u00fcrich (1990)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">2.29<\/span><\/span>]<\/span><\/p>\n<h3><\/h3>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.53)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_54.png\" \/><\/p>\n<div id=\"bild-hle-2-37\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-37.png\" alt=\"Einfluss von Masse und Schichtenfolge auf den Tagesgang der W\u00e4rmestromdichte an der Innenoberfl\u00e4che\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.37:\u2002Einfluss von Masse und Schichtenfolge auf den Tagesgang der W\u00e4rmestromdichte an der Innenoberfl\u00e4che (<i>U<\/i> \u2248 0,4\u202fW\/(m<sup>2<\/sup>\u2009K); S\u00fcdorientierung; <i>\u03b8<\/i><sub>i<\/sub> \u2248 20\u202f\u00b0C, <i>\u03b8<\/i><sub>e<\/sub> \u2248 0\u202f\u00b0C \u00b1 2\u202f\u00b0C; <i>I<\/i><sub>S,max <\/sub>\u2248 700\u202fW\/m<sup>2<\/sup>)<\/div>\n<h3><\/h3>\n<div id=\"bild-hle-2-38\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-38.png\" alt=\"Randbedingungen und Kennwerte f\u00fcr den periodischen W\u00e4rmedurchgang nach EN ISO 13786\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.38:\u2002Randbedingungen und Kennwerte f\u00fcr den periodischen W\u00e4rmedurchgang nach EN ISO 13786 <span class=\"tooltips\" title=\"W\u00e4rmetechnisches Verhalten von Bauteilen \u2013 Dynamisch-thermische Kenngr\u00f6ssen \u2013 Berechnungsverfahren, EN ISO 13786, CEN Br\u00fcssel (2007)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">[2.38]<\/span><\/span><\/div>\n<h3><\/h3>\n<p>Um instation\u00e4re Kennwerte bestimmen zu k\u00f6nnen, sind die Randbedingungen (<i>RB<\/i>) f\u00fcr die Oberfl\u00e4chen festzulegen. Folgende Kennwerte sind \u00fcblich (vgl. Abb. 2.38):<\/p>\n<div id=\"bild-hle-2-39\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-39.png\" alt=\"Instation\u00e4re Bauteilkennwerte typischer Aussenwandkonstruktionen\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.39:\u2002Instation\u00e4re Bauteilkennwerte typischer Aussenwandkonstruktionen (Definition inst. Kennwerte vgl.\u00a0Abb. 2.38) <span class=\"tooltips\" title=\"Siehe Abb. A2.3, S. 349\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">\u24d8<\/span><\/span><\/div>\n<h3><\/h3>\n<p><i>W\u00e4rmelasten aussen: (RB I und II)<\/i><\/p>\n<ul>\n<li>Temperaturamplitudend\u00e4mpfung <i>\u03c5<\/i><\/li>\n<li>Phasenverschiebung <i>\u03b7<\/i><\/li>\n<li>dynamischer <i>U<\/i>-Wert <i>U<\/i><sub>T<\/sub><\/li>\n<\/ul>\n<p><i>W\u00e4rmelasten innen: (RB III und IV)<\/i><\/p>\n<ul>\n<li>W\u00e4rmespeicherverm\u00f6gen <i>Y<\/i><\/li>\n<li>speicherwirksame Masse <i>M<\/i><\/li>\n<\/ul>\n<p>oder wirksame W\u00e4rmekapazit\u00e4t <i>\u03ba<\/i><\/p>\n<p>F\u00fcr die Randbedingung\u00a0I (vgl. Abb. 2.38) kann die maximale W\u00e4rmestromdichte als \u00dcberlagerung eines station\u00e4ren mit einem instation\u00e4ren Anteil bestimmt werden:<\/p>\n<div style=\"text-align: right; width: 444px;\">(2.54)<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/eq_02_55.png\" \/><\/p>\n<p>Bei der Anwendung der Kennwerte <i>\u03c5<\/i>, <i>\u03b7<\/i> und <i>U<\/i><sub>T<\/sub> ist Vorsicht geboten, da sich die Werte nur auf den entsprechenden Bauteil selbst beziehen und an bestimmte Randbedingungen gebunden sind, die in Wirklichkeit meist nicht genau erf\u00fcllt sind. Dennoch sind diese Werte ein wertvolles Hilfsmittel zur qualitativen Beurteilung des instation\u00e4ren Verhaltens eines Bauteils (vgl. <span class=\"tooltips\" title=\"K\u00fchlleistungsbedarf von Geb\u00e4uden, SIA\u00a0V 382\/2, Schweiz. Ing. &amp; Arch.verein (SIA), Z\u00fcrich (1992)\"><span class=\"tooltip-custom-hle\">[2.20]<\/span><\/span>).<\/p>\n<h3><\/h3>\n<p>Die Annahme einer <i>konstanten Innentemperatur<\/i> (Fall I) entspricht am ehesten einem klimatisierten Geb\u00e4ude oder einer Bauweise mit massivem Innenausbau.<\/p>\n<p>Wird <i>konstanter W\u00e4rmestrom<\/i> (Fall II) im Innern vorausgesetzt, so handelt es sich eher um ein Geb\u00e4ude mit konstanter Heizung\/K\u00fchlung oder um eine Bauweise mit vernachl\u00e4ssigbaren Innenmassen (leichter Innenausbau).<\/p>\n<p>Die Randbedingungen III und IV werden zur Beurteilung des W\u00e4rmeaufnahmeverm\u00f6gens bei einer raumseitigen Temperaturschwankung infolge W\u00e4rmelasten im Raum (z.\u2009B. Personenabw\u00e4rme, Beleuchtung, durch Fensterfl\u00e4chen eingestrahlte Sonnenenergie usw.) verwendet.<\/p>\n<div id=\"bild-hle-2-40\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-40.png\" alt=\"Speicherwirksame Masse verschiedener Wandkonstruktionen\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.40:\u2002Speicherwirksame Masse verschiedener Wandkonstruktionen (Fall III)<\/div>\n<h3><\/h3>\n<div id=\"bild-hle-2-41\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2018\/07\/02-41.png\" alt=\"Speicherwirksame Masse einer Betondecke, in Abh\u00e4ngigkeit des thermischen Widerstandes des Bodenbelages R\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Abbildung\u202f2.41:\u2002Speicherwirksame Masse einer Betondecke, in Abh\u00e4ngigkeit des thermischen Widerstandes des Bodenbelages <i>R<\/i> (Fall IV)<\/div>\n<h3><\/h3>\n<p>In den Abbildungen 2.40 und 2.41 sind die speicherwirksamen Massen verschiedener Wand- und Deckenkonstruktionen angegeben (vgl. SIA 382 [6.3]).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bei vorhandenem Strahlungsgewinn-\u00dcberschuss ist zu beachten, dass u.\u2009U. infolge Temperaturerh\u00f6hung im Rauminnern ein Teil des Gewinns nicht als heizwirksam angesehen werden kann (vgl. Abschnitt 6.2.1, Nutzbare W\u00e4rmegewinne Qug). Das Fenster ist bei der Energiebilanzierung deshalb immer zusammen mit dem ganzen Raum zu betrachten. Folgende Faktoren beeinflussen die Ausnutzung der Strahlungsw\u00e4rme positiv: Speichermasse im Raum zur  [&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-3622","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-waerme"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3622","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3622"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3622\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6843,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3622\/revisions\/6843"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3622"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3622"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3622"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}