| Isothermen |
Isothermen sind eine
graphische Darstellung der Wärmeverteilung in einem Bauteil. Dazu geht
man von einem Innenklima von 20 °C und 50 % Luftfeuchtigkeit und einem
Außenklima von -15 °C und 80 % Luftfeuchtigkeit aus. Je nach Konstruktion und Anordnung der
Bauteile wird der Wärmeübergang im Bauteil unterschiedlich sein. Die
Linien gleicher Temperatur bezeichnet man in diesem Zusammenhang als
Isotherme. Besonders die 10 °C-Isotherme ist von besonderer Bedeutung.
Bei dem angenommenen Innenklima kondensiert bei 10 °C die
Luftfeuchtigkeit. Wenn diese 10 °C-Isotherme raumseitig des Bauteils
liegt, kann es passieren, dass sich das Kondensat auf der Oberfläche
absetzt und dort Schimmelbildung begünstigt. Durch eine fachgerechte
Fugengestaltung kann verhindert werden, dass sich die Feuchtigkeit
innerhalb des Bauteils anreichern kann.
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| k-Wert - U-Wert |
Der k-Wert ist eine Kennzahl
für die Wärmeverlust eines Bauteils. Jedes Bauteil kann
entsprechend den eingesetzten Materialien und deren jeweiligen Stärken
in seinem k-Wert berechnet werden. Je kleiner der k-Wert, desto besser
ist die Dämmfähigkeit des Bauteils. Zur Zeit wird im Zuge der
Harmonisierung der europäischen Normen der k-Wert zukünftig als U-Wert
bezeichnet. Der U-Wert wird ähnlich berechnet wie früher der k-Wert.
Er brücksichtigt allerdings ausdrücklich zusätzliche Wärmebrücken
innerhalb der Konstruktion. Deshalb liegt der U-Wert bei Fenstern etwa um 0,1 - 0,3 über dem alten k-Wert.
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Rohdichte r
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Für die Wärmedämmfähigkeit eines Baustoffes ist u. a. seine Rohdichte maßgebend. In einem leichten und porösen Baustoff sind viel mehr kleine Luftpolster eingeschlossen, als in einem dichten. Die Lufteinschlüsse tragen wesentlich zur Wärmedämmfähigkeit eines Baustoffes bei. Die Rohdichte wird bezeichnet mit dem kleineren griechischen Buchstaben r (rho) und gemessen in Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m3). Wärmeisolierungen bestehen in der Regel aus extrem leichten Materialien (z. B. Glas- oder Steinwolle, Styropor, PUR-Schaum usw.).
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Wärmeleitfähigkeit
l |
Die Wärmedämmfähigkeit eines Baustoffes besteht darin, den Wärmedurchgang von der einen Wandseite zur anderen zu behindern. Zur Messung der Wärmedämmfähigkeit wird der Wärmestrom durch das Bauteil in Watt (W) gemessen. Zur Beurteilung ist weiter wichtig der Temperaturunterschied auf den beiden Wandseiten. Er wird gemessen in Kelvin (K), entsprechend 1° Celsius (C). Bezogen wird der Wärmedurchgang auf die Fläche von einem Quadratmeter (m2). Der normgerechte Begriff heißt Wärmeleitfähigkeit. Sie wird bezeichnet mit dem kleinen griechischen Buchstaben lambda (l ). Je größer der lambda-Wert, desto größer die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes. Sie wird in W/(K*m) angegeben und ist in der Norm 4108 für alle gängigen Baustoffe veröffentlicht.
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Wärmedurchlass-Koeffizient
L |
Eine Außenwand besteht in der Regel aus mehreren Schichten; zum Beispiel dem Mauerwerk, den äußeren und inneren Putzschichten oder andere Verkleidungen, die sich in ihrer Wärmeleitfähigkeit unterscheiden. Jede dieser Schichten hat ihren eigenen Wärmedurchlass-Koeffizienten, der abhängig ist von der Dicke des Baustoffes (s). Er wird bezeichnet mit dem großen griechischen Buchstaben Lambda (L). L = l /s in W/(K*m2).
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Wärmedurchlass-Widerstand
1/L |
Wichtig für die Beurteilung der Wärmeleitfähigkeit einer mehrschichtigen Wand ist der Kehrwert des Wärmedurchlass-Koeffizienten. Man nennt ihn Wärmedurchlass-Widerstand und bezeichnet ihn mit 1/L in (K*m2)/W. Die in der Norm DIN 4108 geforderten Werte für 1/L dürfen nicht unterschritten werden.
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Wärmeübergangs-Koeffizienten
aa, ai
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Der Wind und die innere Luftzirkulation führen ebenfalls zu Wärmeverlusten. Diese werden in die Berechnung der Wärmeübertragung mit den Begriffen des äußeren und des inneren Wärmeübergangs-Koeffizienten einbezogen. Sie werden bezeichnet mit dem kleinen griechischen Buchstaben alpha (a); der Wärmeübergang an der Außenseite des Bauteils mit aa, der an der Innenseite mit ai. Die Kehrwerte dazu sind die Wärmeübergangs-Widerstände; sie werden gemessen wie der Wärmedurchlass-Widerstand 1/L in (K*m2)/W.
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Wärmedurchgangs- |
Wenn
man die Wärmedurchlass-Widerstände zusammenzählt, dann bekommt
man als Ergebnis den Wärmedurchgangs-Widerstand 1/U (früher 1/k),
gemessen in (K*m2)/W.
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Wärmedurchgangs- |
Der Kehrwert des Wärmedurchgangs-Widerstandes ist der oft zitierte U-Wert (früher k-Wert), der Wärmedurchgangs-Koeffizient. Der Gesetzgeber setzt in der Energieeinsparverordnung max. U-Werte für die verschiedenen Bauteile fest. Der U-Wert gilt als Beschreibung des gesamten Bauteils. Beim Fenster wird darüber hinaus unterschieden:
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Bei einschaligem Mauerwerk kann mit dem U-Wert ausreichend die Wärmefähigkeit eines Bauteils beurteilt werden. Bei mehrschaligen Wänden muss zusätzlich die Dampfdiffusion in die Beurteilung einbezogen werden. Auf dem Weg von der warmen zur kalten Seite einer Wand wird Luftfeuchtigkeit in gasförmigem Zustand transportiert. Der gasförmige Zustand bleibt aber nur oberhalb einer bestimmten Temperatur erhalten, die Taupunkt genannt wird. Wird innerhalb des Bauteils dieser Taupunkt unterschritten, kann die Luftfeuchte dort auskondensieren. Wenn diese auskondensierte Feuchtigkeit in der warmen Jahreszeit nicht wieder aus dem Bauteil verdunsten kann, kommt es dort im Laufe der Zeit zu Bauschäden. Zur Beurteilung des Dampfduchlässigkeit der Baustoffe gibt es die Wasserdampfdiffusions-Widerstandszahl, die mit dem kleinen griechischen Buchstaben m (mü) bezeichnet wird. Eine Spanplatte hat eine geringes m - hier kann die Luftfeuchtigkeit einfach die Platte durchdringen - während Aluminium-Folie einen sehr hohes m hat. Sie kann den Durchgang der Luftfeuchte praktisch blockieren.
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