Wärmeschutz
Wärmeschutz Gründe Hygiene, Behaglichkeit Wirtschaftlichkeit Verringerung des Energieverbrauches / Ressourcen schonen Senken der CO 2 Emissionen / Klima- Umweltschutz Bauschäden vermeiden
Wärmeschutz Ungenügender Wärmeschutz Gebäuden (ungenügend beheizt, feucht) Erkrankung der Atemwege Rheuma Tuberkulose
Wärmeschutz Behagliche Atmosphäre Lufttemperatur 19 C (20) im Sitzen ca. 21 C (22) bei körperlicher Arbeit 16 19 C sonst Schwitzen bzw. Frieren
Wärmeschutz Typisch: Frösteln an der zur Wand gerichteten Körperseite (Entzug von Wärme) Grund: Oberflächentemperatur der Wand zu niedrig Soll: 16 C 18 C
Wärmeschutz Behagliche Atmosphäre Relative Luftfeuchtigkeit 35 60% bei 20 C = normal Außerdem: Saubere Luft Gute Beleuchtung Gefühlsmäßige Ausgewogenheit
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)
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
Wärmeschutz Wie kommt es zu Wärmeverlust in Räumen/ an Fenstern oder Türen?
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
Wärmeschutz - Grundbegriffe/ physikalische Grundlagen
Wärme Form von Energie Physikalisch Bewegungsenergie Energie geht nie verloren Wird nur umgewandelt oder übertragen
Wärmeübertragung Wärmeleitung Wärmeströmung / Konvektion Wärmestrahlung
Wärmestrahlung Erwärmte Körper strahlen Wärme ab Beim Auftreffen auf einen Körper werden die Wärmestrahlen absorbiert oder reflektiert
Wärmeströmung Leitung der Wärme durch Transport von Masse ( = Wärmemitführung) Nur in Gasen und Flüssigkeiten möglich Immer vom Warmen zum Kalten
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
Energie wird von Molekül zu Molekül übertragen Wärmeleitung Findet in festen, flüssigen und gasförmigen Körpern statt ohne Masse zu transportieren Geschwindigkeit abhängig vom Material
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.
Wärmeleitung Geringe Rohdichte viele kleine Poren Geschlossene Poren Trockene Bauteile Gute Wärmedämmung Geringe Temperatur
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
Wärmeverluste
Wärmeschutz - Rechnen
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
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
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
Wärmedurchlasswiderstände bei Luftschichten Z.B. Fensterscheiben Fassade Abhängig von der Dicke und der Lage der Luftschicht Aus Tabelle zu entnehmen
Wärmeüberganswiderstände Am Wichtigsten R si (Luftschicht innen) = 0,13 m² K / W R se (Luftschicht außen)= 0,04 m² K / W Andere in Tabelle
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
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
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
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)
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
1. 2. Zu R hinzuzählen zusammen = 0,17 m²*k/w Kehrwert von R T 3.
U-Wert Fenster = Uw
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
U-Wert Fenster = Uw