{"id":3910,"date":"2018-08-06T10:59:24","date_gmt":"2018-08-06T08:59:24","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=3910"},"modified":"2019-08-16T15:40:42","modified_gmt":"2019-08-16T13:40:42","slug":"2-waerme","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/2-waerme\/","title":{"rendered":"2. W\u00e4rme"},"content":{"rendered":"

2.1 Eindimensionaler station\u00e4rer W\u00e4rmetransport<\/h2>\n

2.1.3 W\u00e4rme\u00fcbergang Baustoffoberfl\u00e4che\/Umgebung<\/h2>\n

Die W\u00e4rmestromdichte q<\/i> von einer Oberfl\u00e4che an ihre Umgebung (aussen oder innen) durch Konvektion und Strahlung kann mit Hilfe von W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten mit der Formel A2.1 bestimmt werden:<\/p>\n

(A2.1)<\/div>\n
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Die beiden W\u00e4rme\u00fcbergangkoeffizienten Konvektion und Strahlung k\u00f6nnen zu einem kombinierten W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten h = h<\/i>c<\/sub> + h<\/i>r<\/sub> zusammengefasst werden. Die Formel zur Bestimmung der W\u00e4rmestromdichte einer Oberfl\u00e4che zu seiner Umgebung vereinfacht sich durch die Verwendung der Umgebungstemperatur \u03b8n<\/i><\/sub> zur Formel A2.2:<\/p>\n

(A2.2)<\/div>\n
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Die Umgebungstemperatur \u03b8n<\/i><\/sub> wird gem\u00e4ss Formel A2.3 ermittelt und kann als eine Gewichtung der Luft- und Strahlungstemperatur betrachtet werden.<\/p>\n

(A2.3)<\/div>\n
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Definition der Umgebungstemperatur aussen, der Aussentemperatur \u03b8e<\/i><\/sub>:<\/p>\n

(A2.4)<\/div>\n
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Definition der Umgebungstemperatur innen, der Raumtemperatur \u03b8i<\/sub>:<\/p>\n

(A2.5)<\/div>\n
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Die Verwendung eines kombinierten W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten h<\/i> darf bei einfachen Temperatur- und Energieberechnungen erfolgen, wobei es dann zul\u00e4ssig ist anzunehmen, dass die Lufttemperatur und die Strahlungstemperatur nahezu gleich sind d.h. \u03b8<\/i>a<\/i><\/sub> \u2248<\/i> \u03b8<\/i>r<\/i><\/sub> ,woraus folgt, dass \u03b8<\/i>e<\/i><\/sub> \u2248 \u03b8<\/i>a,e<\/i><\/sub> bzw. \u03b8<\/i>i<\/i><\/sub>\u00a0\u2248\u00a0\u03b8<\/i>a,i<\/i><\/sub> ist.<\/p>\n

Unter realen Bedingungen, insbesondere bei Messungen vor Ort oder im Labor, sollte jedoch immer eine detaillierte Ermittlung der Umgebungstemperatur stattfinden, um eine korrekte Bestimmung der W\u00e4rmestromdichte q<\/i> zu erreichen. Die W\u00e4rme\u00fcbergangswiderst\u00e4nde R<\/i>se<\/i><\/sub> und R<\/i>si<\/i><\/sub> sind in diesem Fall variable Gr\u00f6ssen, ihre Werte k\u00f6nnen wesentlich von den Normwerten R<\/i>se<\/i><\/sub> = 0,04 (m2 <\/sup>. K)\/W und R<\/i>si<\/i><\/sub> = 0,13 (m2 <\/sup>. K)\/W abweichen. Deren rechnerische Bestimmung kann n\u00e4herungsweise gem\u00e4ss EN ISO 6946 [2.1]<\/span><\/span><\/a> mit den Formeln A2.6 und A2.7 erfolgen.<\/p>\n

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(A2.6)<\/div>\n
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(A2.7)<\/div>\n
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Abbildung A2.1 zeigt den berechneten Verlauf der kombinierten W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten aussen und innen an einer Backsteinwand, basierend auf gemessenen Temperaturen und Wetterdaten w\u00e4hrend einer Thermografiemessung im Winter 2010 (BFE-Projekt \u00abEnergetische Beurteilung von Geb\u00e4uden mit Thermografie und der Methode QualiThermo\u00bb [2.2]<\/span><\/span><\/a>). W\u00e4hrend der W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient aussen he<\/sub><\/i> grosse Schwankungen von 8\u00f725 W\/(m2 <\/sup>. K) infolge Windeinwirkungen aufweist, verbleibt der W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient innen h<\/i>i<\/i><\/sub> relativ konstant bei ca. 7,5 W\/(m2 <\/sup>. K).<\/p>\n

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\"W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffiziente<\/div>\n
Abbildung A2.1:\u00a0W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffiziente an einer Aussenwand unter realen Klimabedingungen<\/div>\n

2.1.5 W\u00e4rmedurchgang und Temperaturverteilung<\/h2>\n

U<\/i>-Werte von Fensterrahmen<\/h3>\n

Die Rahmen stellen beim Fenster im Vergleich zur Verglasung h\u00e4ufig noch eine thermische Schwachstelle dar. Die Hersteller begegnen diesem Umstand mit Produktentwicklungen und f\u00fchren zus\u00e4tzliche oder verbesserte W\u00e4rmed\u00e4mmzonen in die Rahmenkonstruktion ein. Besonders bei Kunststoffprofilen und w\u00e4rmeged\u00e4mmten Metallprofilen wurden wesentliche Verbesserungen der thermischen Eigenschaften erreicht. Tabelle A2.1 gibt einen groben \u00dcberblick der U<\/i>f<\/sub>-Werte bei verschiedenen Rahmenmaterialien:<\/p>\n

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2.2 W\u00e4rmespeicherung<\/h2>\n

Kennwerte zur W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit eines Bauteils<\/h3>\n

Die W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit eines Bauteils wird bei den verschiedenen normierten Rechenverfahren je nach Problemstellung auf unterschiedliche Weise definiert. Bei der vereinfachten Monatsbilanzmethode SIA 380\/1 [2.3]<\/span><\/span><\/a> (Basisnorm EN ISO 13790 [2.4]<\/span><\/span><\/a>) zur Ermittlung des Heizw\u00e4rmebedarfs wird mit einer fl\u00e4chenspezifischen W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit \u03ba<\/i>i<\/sub> des Bauteils (ohne Ber\u00fccksichtigung der W\u00e4rme\u00fcbergangswiderst\u00e4nde) die Raumspeicherf\u00e4higkeit pro Energiebezugsfl\u00e4che C<\/i>\/A<\/i>E<\/sub> in MJ\/(m2<\/sup>\u2009.\u2009K) bestimmt, um die m\u00f6gliche Ausnutzung der W\u00e4rmegewinne zu ermitteln. Bei SIA 180 [2.5]<\/span><\/span><\/a> wird beim sommerlichen W\u00e4rmeschutz mit einer fl\u00e4chenspezifischen W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit \u03ba<\/i>i<\/sub> des Bauteils (mit Ber\u00fccksichtigung der W\u00e4rme\u00fcbergangswiderst\u00e4nde) die auf die Nettogeschossfl\u00e4che des Raumes bezogene W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit C<\/i>R<\/sub>\/A<\/i>NGF<\/sub> in Wh\/(m2<\/sup>\u2009.\u2009K) ermittelt und als Kriterium bei den baulichen Anforderungen verwendet. Dies erlaubt eine grobe Absch\u00e4tzung des Risikos einer \u00dcberw\u00e4rmung des Raumes. Es gilt also zu beachten, dass bei der Definition der W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit eines Bauteils drei verschiedene F\u00e4lle unterschieden werden m\u00fcssen:<\/p>\n