Wärmeverluste von Gebäuden

Übersicht

Der Wärmeverlust durch Gebäudehüllen wird durch die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenumgebung und den Wärmewiderstand jeder Schicht der Konstruktion angetrieben. Durch Summierung der Widerstände aller Materialschichten plus Innen- und Außenoberflächenfilme schätzen Designer den stationären Wärmestrom (in Watt) durch Wände, Dächer, Böden und erdberührte Elemente. Die folgenden Referenzwerte gelten für Näherungsberechnungen bei gängigen Konstruktionstypen.

Schlüsselformeln

Stationärer Wärmeverlust durch ein Bauteil

$Q = \frac{A \cdot \Delta T}{R_{total}}$

Gesamter Wärmewiderstand (Reihenschaltung der Schichten)

$R_{total} = R_i + R_1 + R_2 + \dots + R_n + R_o$

Bei erdberührten Konstruktionen ersetzen Sie den Widerstand des äußeren Luftfilms $R_o$ durch den äquivalenten Erdwiderstand $R_e$ aus der Tabelle unten.

Gesamter Wärmeübergangskoeffizient

$U = \frac{1}{R_{total}}$

Somit kann der Wärmeverlust auch geschrieben werden als:

$Q = U \cdot A \cdot \Delta T$

Variablen

Daten zum Wärmewiderstand

Innen- und Außenoberflächenfilme

Bauteile gegen Erdreich

Rechner

Einheitenrechner

Interaktives Diagramm des Erdwärmeverlustes

Das ursprüngliche Diagramm building_heat_loss_ground.png ist unten dargestellt, wobei die wiederhergestellten Daten des Erdwiderstands verwendet werden. Das Diagramm zeigt, wie sich der äquivalente Erdwiderstand für gängige Boden- und Kellerwände-Bedingungen ändert.

Wiederhergestellte Originalquellentabellen

Die folgenden Tabellen werden von der Originalquellenseite wiederhergestellt, um die vollständigen Referenzdaten zu erhalten.

Wärmewiderstand - Innen- und Außenwände

Bauelemente - Wärmewiderstand gegen Erdreich

Original-Quellbilder

Die folgenden originalen Quellbilder werden beibehalten, um visuelles Referenzmaterial nicht zu verlieren. Wenn ein Bild Diagramm- oder Tabellendaten enthält, werden seine extrahierten Werte in den Seitentabellen, Rechnern oder interaktiven Diagrammen dargestellt; verbleibende Bilder werden als visuelle Quellreferenzen aufbewahrt.

Technische Hinweise

• Stationäre Annahme. Die Formel $Q = A\Delta T / R_{total}$ setzt konstante Innen- und Außentemperaturen voraus. Reale Bedingungen umfassen tägliche und saisonale Zyklen, solare Gewinne und interne Wärmequellen, die eine dynamische Analyse für die Energiemodellierung genauer machen.
• Wärmebrücken. Strukturelle Verbindungen (Stahlstifte, Plattenränder, Sturze) erzeugen lokalisierte Wege mit niedrigem Widerstand, die durch einfache schichtweise R-Wert-Summen nicht erfasst werden. Kältebrückenschutzwerte in der Erdkontakttabelle berücksichtigen einige davon, aber detaillierte Projekte erfordern Wärmebrückenberechnungen (ψ-Werte).
• Der Widerstand bei Bodenkontakt hängt von der Geometrie ab. Die $R_e$-Werte für erdkontaktierende Elemente sind vereinfachte Äquivalente. Der tatsächliche Wärmeverlust hängt von der Bodenleitfähigkeit, dem Feuchtigkeitsgehalt, der Tiefe und dem Verhältnis von Wandhöhe zu Bodenbreite ab. Der Ausdruck $0.2 + 0.3h$ erhöht den Widerstand mit der Tiefe, da tiefere Bodentemperaturen stabiler sind.
• Innenoberflächenfilm ($R_i = 0.13$ m²K/W) entspricht etwa einem ruhenden Luftfilm mit einem Wärmeübergangskoeffizienten von etwa $h_i \approx 7.7$ W/m²K. Der Außenfilm ($R_o = 0.04$ m²K/W) spiegelt windexponierte Bedingungen wider ($h_o \approx 25$ W/m²K). Die Werte variieren mit der Oberflächenorientierung und Emissivität.
• Der Gesamtwiderstand umfasst alle Schichten. Bei Verwendung der obigen Tabellen addieren Sie die Oberflächenwerte $R_i + R_o$ (oder $R_e$) zu den Widerständen der Wand-, Dämm- und Verkleidungsschichten, um $R_{total}$ zu erhalten.
• Einheiten. Der Widerstand ist in m²K/W. Ein höherer R-Wert bedeutet bessere Dämmung. Der U-Wert ($1/R_{total}$) hat die Einheit W/m²K, wobei niedriger besser ist.

Referenzen

• Originalquelle — Engineering ToolBox: Wärmeverlust von Gebäuden