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2018 | Buch

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Wärmebrücken

Berechnung und Mindestwärmeschutz

verfasst von: Dr. Kai Schild

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Detailwissen Bauphysik

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Dieses Fachbuch aus der Reihe Detailwissen Bauphysik beschäftigt sich mit den thermischen und hygrischen Besonderheiten bei Bauteilanschlüssen und geht im Besonderen Fragestellungen der Modellbildung bei Wärmebrückenberechnungen nach. Dazu werden dem Leser dabei auftretende Probleme näher gebracht und Lösungsvorschläge aufgezeigt. Ein kritischer Blick auf die derzeitigen Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108-2 leistet einen wertvollen Beitrag zur aktuelle Diskussion um die Thematik der Schimmelpilzbildung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung und Überblick

Zusammenfassung

Grundlegende Überlegungen zum Mindestwärmeschutz und zu einem energie- und kostenoptimalen Dämmniveau wurden bereits zum Beginn des 20ten Jahrhunderts angestellt. So kam beispielsweise im für seine Zeit visionären Versuchshaus des Bauhauses, dem „Haus am Horn“ [33], bereits 1923 eine 6 cm dicke Dämmschicht aus „Torfoleum“ in Wand, Dach und Bodenplatte zur Ausführung. Die Anschlüsse insbesondere im Attikabereich wurden eingedenk der Wärmebrückenproblematik so ausgeführt, dass sich die Dämmschichten in Wand und Dach weitest möglich überlappen.

Kai Schild

Kapitel 2. Einführung Wärmebrücken

Zusammenfassung

Diese Definition ist unglücklich, da es auch in Konstruktionen mit gleichem Wärmedurchlasswiderstand aber unterschiedlicher Schichtung Wärmebrückeneffekte gibt. Verdeutlicht wird dies durch das Beispiel in Bild 2.1-1. Dargestellt ist der Übergangsbereich zwischen einer monolithischen Außenwand und einer innengedämmten Außenwand. Obwohl beide Wandteile denselben Wärmedurchgangskoeffizienten U = 0,3 W/(m²K) aufweisen, ergibt sich im Koppelungsbereich eine Inhomogenität im Temperaturfeld. Es liegt also eine Wärmebrücke vor.

Kai Schild

Kapitel 3. Mindestwärmeschutz

Zusammenfassung

Zu Beginn des 20ten Jahrhundert bis in die 1930er Jahre wurde als Maß für den Mindestwärmeschutz eine 1½-steinige Wand (in Ostpreußen 2-steinig) herangezogen. Diese „Anforderung“ bezog sich auf ein Steinmaß von 12 x 25 cm, weswegen eine 1½ –steinige Wand aus 38 cm Mauerwerk zuzüglich etwaiger Putzschichten bestand. Als Wärmeleitfähigkeit für das Vollziegelmaterial war ein Rechenwert von 0,75 kcal/(mhK) = 0,872 W/(mK) gebräuchlich.

Kai Schild

Kapitel 4. Energetische Relevanz

Zusammenfassung

Der zweite Punkt ist insofern interessant, da hier eine Art Optimierungsgebot verankert ist, welches in der Praxis allerdings nur selten umgesetzt wird.

Kai Schild

Kapitel 5. Berechnungsrandbedingungen

Zusammenfassung

Für die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT können verschiedene Maßsysteme verwendet werden. Wichtig ist hierbei, dass die Berechnung der Verluste über die Regelbauteilflächen und die der Verluste über Wärmebrücken in demselben Maßsystem erfolgen. Beispiele für übliche Maßsysteme werden in DIN EN ISO 13789 beschrieben (Bild 5.1-1).

Kai Schild

Kapitel 6. Auswertung der 3D-Berechnungen

Zusammenfassung

Es wurden primär Berechnungen für Raumecken durchgeführt. Hierdurch wird erreicht, dass zunächst ausschließlich geometrische Effekte bewertet werden. Eine Vermischung mit konstruktiven Besonderheiten unterbleibt. Um den Einfluss der verschiedenen Konstruktionsarten auf die zeitliche Veränderung des Temperaturfeldes bewerten zu können, wurden die Bauweisen gemäß Bild 6.1-1 bei den Berechnungen berücksichtigt. Die Darstellungen aus Bild 6.1-1 finden sich auch in Abschnitt 8 wieder, um ein schnelles Auffinden eines gesuchten Modells zu ermöglichen.

Kai Schild

Kapitel 7. Konsequenzen für den Mindestwärmeschutz

Zusammenfassung

Für „schwere“, außenluftberührte Bauteile fordert DIN 4108-2 einen Mindest-Wärmedurchlasswiderstand R = 1,2 m²K/W. Was dies im Extremfall bedeuten kann, zeigen die Modelle 8.15 und 8.18 eindrucksvoll: Unter den stationären Randbedingungen gemäß DIN 4108-2 ergibt sich eine Oberflächentemperatur in der Raumecke von 7,1 °C. Dies stellt eine erhebliche Unterschreitung der in DIN 4108-2 geforderten Mindest-Oberflächentemperatur θ_si.min = 12,6 °C dar. Dieser Zustand ist bekannt und wurde bislang unter Hinweis auf die Bauteilmasse und die auf der sicheren Seite liegenden Randbedingungen hingenommen.

Kai Schild

Kapitel 8. Berechnungsergebnisse

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt sind die Ergebnisse der durchgeführten 3D-Berechnungen dokumentiert. Hierbei gibt die nachfolgende Matrix einen Überblick über die gewählten Randbedingungen und die jeweils zugeordnete Modellnummer. Für jede Modellnummer können die Ergebnisse im zugehörigen Datenblatt abgelesen werden.

Kai Schild

Kapitel 9. Klimazeitreihen der 15 Repräsentanzstandorte

Zusammenfassung

Im nachfolgenden Kapitel werden die 15 Repräsentanzorte in Form von Klimazeitreihen dargestellt.

Kai Schild

Kapitel 10. Wärmebrückenberechnung mit ANSYS

Zusammenfassung

Im nachfolgenden Kapitel wird eine Wärmebrückenberechnung mit der Simulationssoftware ANSYS durchgeführt.

Kai Schild

Backmatter

Titel: Wärmebrücken
verfasst von: Dr. Kai Schild
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-20709-0
Print ISBN: 978-3-658-20708-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-20709-0