Wärmeschutz. Gründe. Hygiene, Behaglichkeit Wirtschaftlichkeit

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Viktor Fried
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1 Wärmeschutz

2 Wärmeschutz Gründe Hygiene, Behaglichkeit Wirtschaftlichkeit Verringerung des Energieverbrauches / Ressourcen schonen Senken der CO 2 Emissionen / Klima- Umweltschutz Bauschäden vermeiden

3 Wärmeschutz Ungenügender Wärmeschutz Gebäuden (ungenügend beheizt, feucht) Erkrankung der Atemwege Rheuma Tuberkulose

4 Wärmeschutz Behagliche Atmosphäre Lufttemperatur 19 C (20) im Sitzen ca. 21 C (22) bei körperlicher Arbeit C sonst Schwitzen bzw. Frieren

5 Wärmeschutz Typisch: Frösteln an der zur Wand gerichteten Körperseite (Entzug von Wärme) Grund: Oberflächentemperatur der Wand zu niedrig Soll: 16 C 18 C

6 Wärmeschutz Behagliche Atmosphäre Relative Luftfeuchtigkeit 35 60% bei 20 C = normal Außerdem: Saubere Luft Gute Beleuchtung Gefühlsmäßige Ausgewogenheit

7 Wärmeschutz Wirtschaftlicher Nutzen (bei optimalem W.) Verminderung des Wärmeverlustes um 40 50% = Kosteneinsparung Kleinere Heizanlagen/ Anschaffungskosten Geringere Wärmespannungen in den Bauteilen durch geringere Temperaturdifferenzen (Risse)

8 Wärmeschutz Wirtschaftlicher Nutzen (Fortsetzung) Vermeiden von Kälte-/Frostschäden Verhinderung von Tau- und Schwitzwasserschäden (Schimmel, Rost, Putzschäden, Ausblühungen, Verfärbungen ) Verringerung der Wasserdampfdiffusion = Verringerung der Gefahr der Durchfeuchtung von Dämmstoffen (Verlust der Dämmfähigkeit

9 Wärmeschutz Wie kommt es zu Wärmeverlust in Räumen/ an Fenstern oder Türen?

10 Wärmeschutz Wie kommt es zu Wärmeverlust in Räumen? Durch die Wärmeleitung durch feste Körper ( Transmissionswärmeverlust ) (Voraussetzung: Temperaturgefälle zwischen innen und außen) die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen nimmt mit höherer Dichte zu Durch den Luftaustausch durch Undichtigkeiten ( Lüftungswärmeverlust ) Durch Wärmestrahlung

11 Wärmeschutz - Grundbegriffe/ physikalische Grundlagen

12 Wärme Form von Energie Physikalisch Bewegungsenergie Energie geht nie verloren Wird nur umgewandelt oder übertragen

13 Wärmeübertragung Wärmeleitung Wärmeströmung / Konvektion Wärmestrahlung

14 Wärmestrahlung Erwärmte Körper strahlen Wärme ab Beim Auftreffen auf einen Körper werden die Wärmestrahlen absorbiert oder reflektiert

15 Wärmeströmung Leitung der Wärme durch Transport von Masse ( = Wärmemitführung) Nur in Gasen und Flüssigkeiten möglich Immer vom Warmen zum Kalten

16 Wärmeströmung Negativauswirkung: undichte Fugen bei Fenstern und Türen hohe Lüftungswärmeverluste und Zugerscheinungen Positivauswirkung: bewegte Luft hinterm Schrank/ Fassade nimmt Feuchtigkeit auf und leitet sie ab

17 Energie wird von Molekül zu Molekül übertragen Wärmeleitung Findet in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern statt ohne Masse zu transportieren Geschwindigkeit abhängig vom Material

(0,024) schlechte Wärmeleiter gut für Wärmeschutz Stahl (48

18 Wärmeleitung Wärmeleiter Styropor (0,035) Holz (0,15) Mineralwolle Gase (Luft 0,02) Argon (0,016) Xenon (0,005) Luft (0,024) schlechte Wärmeleiter gut für Wärmeschutz Stahl (48 58) Kupfer (380) Alu (200) Edelstahl (15) Guter Wärmeleiter Schlecht f. W.

19 Wärmeleitung Geringe Rohdichte viele kleine Poren Geschlossene Poren Trockene Bauteile Gute Wärmedämmung Geringe Temperatur

20 Wärmeverluste Wie kommt es zu Wärmeverlust in Räumen? Durch die Wärmeleitung durch feste Körper ( Transmissionswärmeverlust ) (Voraussetzung: Temperaturgefälle zwischen innen und außen) Erinnere: die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen nimmt mit höherer Dichte zu Durch den Luftaustausch durch Undichtigkeiten ( Lüftungswärmeverlust ) Geringfügig durch Wärmestrahlung

21 Wärmeverluste

22 Wärmeschutz - Rechnen

Wärmeleitfähigkeit λ (klein Lamda) Wärmemenge in Joule/Sekunde (= Watt), die durch eine 1m² Fläche eines Bauteils von 1m Dicke hindurchgeht wenn die

23 Wärmeleitfähigkeit λ (klein Lamda) Wärmemenge in Joule/Sekunde (= Watt), die durch eine 1m² Fläche eines Bauteils von 1m Dicke hindurchgeht wenn die Temperaturdifferenz der Oberflächen 1 Kelvin beträgt λ W m* K Wärmeleitfähigkeit λ (Klein Lambda bezogen auf 1m²) je kleiner desto besser = die Wärmedämmfähigkeit ist dann gut

24 Wärmedurchlasskoeffizient Λ (groß Lamda) Wärmemenge in Joule/Sekunde (= Watt), die durch eine 1m² Fläche eines Bauteils mit der Dicke d hindurchgeht, wenn die Temperaturdifferenz der Oberflächen 1 Kelvin beträgt Wärmedurchlasskoeffizient Je kleiner desto besser Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Gesamtbauteils gut

Bauteilen R bei mehrschichtigen Bauteilen Wärmedurchlasswiderstand R bzw.

25 Wärmedurchlasswiderstand R Drückt entgegen des Koeffizienten den Widerstand des Bauteils gegen das Hindurchgehen von Wärme aus Ist der Kehrwert des Wärmedurchlasskoeffizienten R bei einschichtigen Bauteilen R bei mehrschichtigen Bauteilen Wärmedurchlasswiderstand R bzw. Je größer desto besser Je höher desto größer der Widerstand dagegen Wärme durchzulassen Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Baustoffes gut

26 Wärmedurchlasswiderstände bei Luftschichten Z.B. Fensterscheiben Fassade Abhängig von der Dicke und der Lage der Luftschicht Aus Tabelle zu entnehmen

27 Wärmeüberganswiderstände Am Wichtigsten R si (Luftschicht innen) = 0,13 m² K / W R se (Luftschicht außen)= 0,04 m² K / W Andere in Tabelle

28 Wärmedurchgangswiderstand R T R T =Wärmedurchlasswiderstand + Wärmeüberganswiderstände R T = R Si + R + R Se Wärmedurchgangswiderstand RT Je größer desto besser Je höher desto größer der Widerstand dagegen Wärme durchzulassen Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Baustoffes gut

29 Wärmedurchgangskoeffizient U U = Kehrwert des Wärmedurchgangswi derstandes W U = 1/ R T U m 2 * K U = 1 / R Si + R + R Se U-Wert / Wärmedurchlasskoeffizient Je kleiner desto besser Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Gesamtbauteils gut

30 Wärmeleitfähigkeit λ (Klein Lambda bezogen auf 1m²) je klein desto besser W = die Wärmedämmfähigkeit ist dann gut λ m* K U-Wert / Wärmedurchlasskoeffizient Je kleiner desto besser Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Gesamtbauteils gut U W 2 m * K Wärmedurchlasswiderstand R bzw. Wärmedurchgangswiderstand R T Je größer desto besser Je höher desto größer der Widerstand dagegen Wärme durchzulassen Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Baustoffes gut 2 m * R / R T W K

31 Wärmeschutz - Aufgabentypen 1. U-Wert Berechnung (i.d.r. Wände, Türen) 2. Berechnung einer notwendeigen Schichtdicke d 3. Berechnung eines mittleren U-Wertes aus z.b. bei einer Tür U Türrahmen und U Füllung mit prozentualen Anteilen (Berechnung U-Wert Fenster)

32 Wärmeleitfähigkeit λ (Klein Lambda bezogen auf 1m²) je klein desto besser W = die Wärmedämmfähigkeit ist dann gut λ m* K U-Wert / Wärmedurchlasskoeffizient Je kleiner desto besser Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Gesamtbauteils gut U W 2 m * K Wärmedurchlasswiderstand R bzw. Wärmedurchgangswiderstand R T Je größer desto besser Je höher desto größer der Widerstand dagegen Wärme durchzulassen Dann ist die Wärmedämmfähigkeit des Baustoffes gut 2 m * R / R T W K

33 1. 2. Zu R hinzuzählen zusammen = 0,17 m²*k/w Kehrwert von R T 3.

34 U-Wert Fenster = Uw

35 U-Wert Fenster = U w Berechne U w Fenster 1,23m x 1,48m U f = 1,4 U g = 1,1 m W 2 * K Rahmen Ansichtsbreite bf = 0,11m WBVK= 0,08 W m* K

36 U-Wert Fenster = Uw

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