Temperaturabhängige Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen

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1 Temperaturabhängige Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen Grundlagen und Einflüsse Roland Schreiner - FIW München Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 1

2 Inhalt Wärmetransport in Dämmstoffen Begriffe der Wärmeleitfähigkeit Einflussparameter Rohdichte, Temperatur, Temperaturdifferenz Dickeneffekt Zusammenfassung Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 2

3 Wärmetransport in Dämmstoffen Leitung, Strahlung, Konvektion Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 3

4 Wärmeleitfähigkeit Wärmetransport in Dämmstoffen Dämmstoff Strahlung Leitung Zellgas Leitung Feststoff Konvektion Lokal geringe Bedeutung Wärmeleitung über Zellgase ( Gas ) über Feststoffgerüst ( Fest ) Wärmestrahlung ( Strahlung ) Ausbreitung durch Diffusion Fest Gas Strahlung Temperatur Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 4

5 Wärmeleitfähigkeit - Temperatur Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 5

6 Begriffe der Wärmeleitfähigkeit Labor-, Nennwert, Betriebswärmeleitfähigkeit Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 6

7 Begriffe der Wärmeleitfähigkeit Messwert der Wärmeleitfähigkeit (Einzelmessung im Labor) Wärmeleitfähigkeit (Bauwesen, 10 C) Temperaturabhängige Wärmeleitfähigkeit im Anwendungstemperaturbereich (Technik) als Tabelle Nennwertstabelle der Wärmeleitfähigkeit durch Hersteller über Statistik oder Zuschlagswert abgesichert Betriebswärmeleitfähigkeit (gemäß VDI 2055 Blatt 1) Bemessungswert für technische Dämmungen Zuschlagswerte für Randbedingungen in der Anwendung Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 7

8 Einflussparameter Rohdichte, Temperatur, Temperaturdifferenz Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 8

9 Wärmeleitfähigkeit - Temperatur und Rohdichte Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 9

10 Wärmeleitfähigkeit Wärmeleitfähigkeit - Rohdichte Temperatur als Parameter hoch niedrig Rohdichte Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 10

11 Wärmeleitfähigkeit Wärmeleitfähigkeit - Temperatur Rohdichte als Parameter niedrig hoch in C in W/(m K) Temperatur Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 11

12 Integraler Mittelwert der Wärmeleitfähigkeit Basis ist eine Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit im Zweiplattenapparat bei geringer Temperaturdifferenz (< 40 K) () Integraler Mittelwert der Wärmeleitfähigkeit: 1 mi ( m ) ( ) ( )d = ½ ( ) Betriebswärmeleitfähigkeit Zuschlagswert Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 12

13 Einflussparameter Dickeneffekt bei strahlungsdurchlässigen Dämmstoffen Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 13

14 Wärmetransport in Dämmstoffen (Strahlung) t Fest Gas Strahlung 1. Ausbreitung durch Diffusion strahlungsdurchlässig mit: 2. Eindringung in die Oberfläche 3. Strahlungsdurchlässigkeit Dickeneffekt Rohdichte (IR-Blocker) Widerstand (R 0 ) warm kalt Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 14

15 Widerstand gegen Strahlungsdurchlässigkeit R0 Wärmetransport in Dämmstoffen Strahlungsdurchlässig geringe Rohdichte geringe Dicke (s) R s R 0 s t Fest Gas Strahlungsundurchlässig hohe Rohdichte IR-Blocker große Dicke Strahlung R 1 0 / s 1 / t t Fest Gas Strahlung (Schicht) < t (Material) Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 15

16 Widerstand R Wärmeleitfähigkeit Kein Dickeneffekt (strahlungsundurchlässig) R 1 s 1 s t 1 2 t R 0 = 0 R 2 = s 2 / 2 Kein Dickeneffekt R 1 = s 1 / 1 R 0 = 0 1/ 1 = 1/ 2 = 1/ t Dicke s Dicke s Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 16

17 Widerstand R Wärmeleitfähigkeit Der Dickeneffekt (strahlungsdurchlässig) R s R 1 0 t s R 0 R (R 1 / s 1/ 0 t ) t R 4 = s 4 / 4 R R 3 = s 3 / 3 1/ t R 0 =const. 1/ 3 1/ 4 3 < 4 < t R 0 R 0 =const. R 0 0 s s Optisch dünn Optisch dick Dicke s Optisch dünn Optisch dick Dicke s Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 17

18 Zusammenfassung Bestimmung der temperaturabhängigen Wärmeleitfähigkeit Labor Bewertung des Dickeneffektes (im Labor) EPS 15 kg/m³: weiß bis ca. 50 mm, grau kein Dickeneffekt Mineralwolle Lamellenmatte (30 kg/m³) bis ca. 120 mm Angabe als Tabelle im Anwendungstemperaturbereich Nennwertstabelle durch Hersteller Grenzwert in der CE-Leistungserklärung Freiwillige Absicherung durch INSULATION VDI / KEYMARK Berechnung des Wärmeschutzes mit Betriebswärmeleitfähigkeit Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 18

19 Danke! Dipl.-Ing. Roland Schreiner Technische Dämmung Lochhamer Schlag 4, Gräfelfing Telefon , Telefax -40 Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München Lochhamer Schlag Gräfelfing 19

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