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Berechnung der Wärmeleitung - Wärmedurchlasskoeffizient

      λ
Λ = ----
      s
      q
Λ= -------
     Δθ
Λ = Wärmedurchlasskoeffizient in [W/m2K]
q = Wärmestromdichte in [W/m2]
λ = Wärmeleitfähigkeit in [W/mK]
s = Wandstärke in [m]
Δθ = Temperaturdifferenz zwischen innen und Außen in [K]

Es wird die Wärmemenge kennzeichnet, die in einer Stunde durch jeden Quadratmeter eines Bauteils bekannter Dicke im Dauerzustand der Beheizung hindurchgeht, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Luft auf beiden Seiten dieser Wand 1 K beträgt. Gegenüber der U-Wertberechnung werden hier die beiden Wärmeübergangswiderstände an der Außenseite (1/he) und an der Innenseite (1/hi) nicht berücksichtigt.

In der nachfolgende Skizze wird der theoretische Temperaturverlauf bei einer ungedämmten und gedämmten Außenwand mit dem inneren und äußeren Wärmeübergangskoeffizienten durch Konvektion (nur zur Vervollständigung) gezeigt.

Temperaturverlauf bei einer Außenwand

In der Praxis weichen jedoch die Oberflächentemperaturen an einer gedämmten Fassade von den theoretischen Werten ab. Zum Zeitpunkt der nachfolgenden Infrarotaufnahme wurde eine Lufttemperatur von -5ºC gemessen und die gedämmte Fassade hatte eine Oberflächentemperatur von ca.  -13ºC.

Infrarotaufnahme einer gedämmten Fassade

Die Innentemperatur an der Oberfläche lag bei 22ºC damit ergibt sich eine Temperaturdifferenz (Δθ) von 35 K, obwohl die äußere Lufttemperatur 8 K höher ist. Eine Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten führt somit zu einem falschen Ergebnis. Die starke Abkühlung der gedämmten Fassade über die nächtlichen Stunden ist eine Folge der fehlenden Wärmespeicherung der dünnen Putzschicht und der Wärmestrahlung des festen Körpers. Siehe hier auch den Beitrag Oberflächentemperatur an der Außenwand.
Nur an Wandflächen, die durch die Sonne beschienen werden, steigt die Oberflächentemperatur am Tag stärker an, sodass man hier die Differenzen eventuell gegeneinander verrechnen könnte.

Da bei diesem Beispiel die äußere Lufttemperatur -5ºC beträgt, wird die weniger warme Fassadenoberfläche (-13ºC) sogar noch über die Konvektion erwärmt. Bei dieser Fassade haben wird zwei Wärmeströme, einmal von innen nach außen gerichtet und einen kleineren von außen. Ohne diese zusätzliche Wärmezuführung von außen, währe die äußere Oberflächentemperatur noch niedriger. Wie groß dieser Wert ist, ist rein spekulativ und dürfte zwischen den gemessenen -13ºC und den -32,5ºC zum klaren Himmel (siehe Infrarotbild) liegen.

Wie sich der Wärmedurchlasskoeffizient auf den Wärmestrom auswirkt.


 ©  www.ib-rauch.de | Baulexikon | BauideenE-Mail | 8/2004