Konduktion, Konvektion und Radiation - Herausforderungen beim Wärmeschutz

Diskutiere Konduktion, Konvektion und Radiation - Herausforderungen beim Wärmeschutz im Forum Sanierung allgemein im Bereich - Mit der Einführung des Energiepasses in 2008 und der anstehenden Novellierung der EnergieEinsparVerordnung (EnEV) in 2007 kommen auch auf...
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Mit
der Einführung des
Energiepasses
in 2008 und der anstehenden Novellierung der
EnergieEinsparVerordnung (EnEV)
in 2007 kommen auch auf Planer und Verarbeiter eine Vielzahl von zusätzlichen
Aufgaben zu. Ein Grund mehr, sich auch von bauphysikalischer Seite her nochmals
mit einigen Grundlagen und Möglichkeiten von konstruktivem Wärmeschutz vertraut
zu machen.



<center>



<img border="1" src="http://www.baulinks.com/webplugin/2006/i/1047-vpb.jpg" vspace="2" alt="Radiation, Konduktion, Konvektion, Strahlungswärmeverluste, winterlicher Wärmeschutz, Dachisolierung, sommerlicherWärmeschutz, Wärmeübertragung, Konvektionswärme, Luftströmung, Wärmeweiterleitung, Strahlungswärme, Radiatoren, Wärmedämmstoffe, Wärmedämmmaterial, Emissivität, Dampfbremse, Unterspannbahn, Unterdeckbahn" width="400" height="265">

<span style="font-size: 10px">Bild aus dem Beitrag "Thermografie
erleichtert Sanierungsplanung
" vom 21.6.2006</span>

</center>

Schutzfunktion der Bauteile



Ein Gebäude bietet Lebensraum und soll mittels bewährter
Konstruktionen die Bewohner vor Witterungseinflüssen schützen. Insbesondere dem
Dach aber auch den Außenwänden fallen hier eine Vielzahl von Funktionen zu. Eine
davon ist der Wärmeschutz. Unterschieden werden ...



  • winterlicher Wärmeschutz und
  • sommerlicherWärmeschutz.
Beim winterlichen Wärmeschutz soll in erster Linie verhindert
werden, dass die Wärme aus dem Gebäude abwandert. Damit verbunden ist aber auch
die Reduzierung des Energieeinsatzes, um das Gebäude ausreichend zu erwärmen.
Hingegen ist es die Aufgabe des sommerlichen Wärmeschutzes, das Gebäude vor
Wärme von außen zu schützen, um eine Überhitzung von Bauteilen wie dem Dachraum
zu verhindern.



Formen der Wärmeübertragung



In der Bauphysik kennt man drei unterschiedliche Arten der
Wärmeübertragung: Wärmeweiterleitung (Konduktion), Konvektion und Radiation. Zur
Erinnerung:



  • Wärmeweiterleitung ist die Wärmeübertragung innerhalb eines Materials
    und die Wärmeübertragung durch stofflichen Kontakt unterschiedlicher
    Materialien.
  • Konvektion ist die Wärmeübertragung durch Luftströmung.
  • Der Begriff Radiation erklärt sich dem einen oder anderen
    vielleicht durch die Radiatoren, die man früher in Badezimmern zum kurzfristigen
    Heizen nutzte: Radiation heißt Strahlung.



Maßnahmen zum Wärmeschutz



Traditionell werden bevorzugt unterschiedlichste Wärmedämmstoffe
in die Konstruktionen eingebaut, um Wärmeverluste durch Wärmeweiterleitung 
(Konduktion) zu verhindern. Hierbei macht man sich die stofflichen Eigenschaften
der Wärmedämmmaterialien zu nutze, denn Dämmstoffe leiten Wärme nur sehr langsam
weiter (siehe auch Beiträge "Kriterien
für den richtigen Dämmstoff
" vom 30.11.2001 und "Naturdämmstoffe
im Überblick
" vom 20.2.2006).



Um Wärmeverluste durch Konvektion zu unterbinden, kommen zum
Beispiel in Steildachkonstruktionen luftdichte Bahnen zum Einsatz. Diese werden
so verlegt und verklebt, dass sie eine Konvektion von Luft im Bauteil Dach
dauerhaft verhindern.



Strahlungswärmeverluste werden bisher kaum oder gar nicht
konstruktiv unterbunden. Um nachhaltig und auch nachweisbar
Strahlungswärmeverluste zu vermeiden, müssen die bauphysikalischen Zusammenhänge
bei der Radiation genauer betrachtet werden. Bei der Radiation wird noch einmal
unterschieden zwischen Wärmeemissivität und Wärmereflexion. Diese sind abhängig
von der Beschaffenheit und dem Zustand der Oberfläche der Materialien.



  • Mit der Emissivität wird bezeichnet, wieviel Wärme die Oberfläche eines
    Körpers im Verhältnis zu einem genau definierten sogenannten "schwarzen
    Körper" abstrahlt.
  • Reflexion meint die Menge an Wärme, die von der Oberfläche des Körpers
    abgewiesen wird - auch wieder im Verhältnis zu diesem genau definierten
    "schwarzen Körper".



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</center>

Zum Beispiel reflektiert poliertes Aluminium 97 Prozent der
Wärmestrahlung und der Rest von 3 Prozent wird aufgenommen. Oxidiertes Aluminium
reflektiert dagegen nur 25 Prozent der Wärmestrahlung und 75 Prozent werden
aufgenommen.



Gleichzeitig gilt, dass Materialien nur die Menge an
Strahlungswärme abgeben (man spricht dann von Emissivität), die sie auch
aufnehmen können. Im Falle des polierten Aluminiums ist die Emissivität 3
Prozent und im Falle des oxidierten Aluminiums 75 Prozent.



Strahlungswärmeverluste konstruktiv reduzieren



Mit zwei neuartigen Systemen aus metallisierten Bahnen von
DuPont können die Wärmeverluste durch Radiation und Konvektion in Dach- und
Wandkonstruktionen um bis zu 15 Prozent reduziert werden. Dabei ersetzen die
Bahnen nicht(!) die klassische Wärmedämmung, sondern optimieren das
Gesamtsystem. Basierend auf den bekannten luftdichten und zugleich
dampfdiffusionsoffenen Konstruktionen werden mit dem neuen "DuPont Climate
Systems" sowohl die Konvektion unterbunden wie auch die Strahlungswärmeverluste
verringert. Denn die metallisierten Bahnenoberflächen weisen eine geringe
Emissivität von cirka 20 Prozent auf, was gleichzeitig bedeutet, dass rund 80
Prozent der Strahlungswärme reflektiert werden. Dies ist nur möglich, wenn neben
der Verlegung einer metallisierten Dampfbremse raumseitig und einer ebenfalls
metallisierten <nobr>Unterspann-/</nobr> Unterdeckbahn außenseitig zusätzlich Lufträume als
Radiationsebenen - man spricht allgemein von Lufträumen niedriger Emissivität -
in der jeweiligen Konstruktion angeordnet werden - siehe Aufbau des "DuPont Climate
Systems" mit Tyvek Enercor und DuPont AurGuard:



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</center>

Ein raumseitiger Luftraum niedriger Emmissivität entsteht
bereits durch die üblicherweise angeordnete Installationsebene, die
der luftdicht angeschlossenen Dampfbremse folgt.
Wirklich zusätzlich angeordnet werden muß in der Regel bereits ein unbelüfteter Luftraum zwischen Dämmstoff
und metallisierter <nobr>Unterspann-/</nobr> Unterdeckbahn zur Außenseite der jeweiligen
Konstruktion. Dieser ist entweder durch geringere Dämmstoffdicken oder aber
durch eine zusätzliche Konterlattung zu erstellen. Entscheidend ist, dass die
zur Dämmung hin verlegte metallische Oberfläche der <nobr>Unterspann-/</nobr>
Unterdeckbahn
keinen direkten Kontakt mit dem Dämmstoff hat, sondern ein Luftraum von
mindestens 2,0 Zentimeter besteht.



Beide nicht belüfteten Lufträume weisen einen erhöhten R-Wert auf, da sie auf
einer Seite durch eine metallisierte Oberfläche niedriger Emissivität abgegrenzt
sind. Dieser R-Wert kann gemäß

DIN EN ISO 6946 Anhang B berechnet werden. Damit
tragen beide Luftschichten in Kombination mit der Begrenzung durch Bahnen
niedriger Emissivität zur Reduktion der Wärmeübertragung durch die Gebäudehülle
bei. Entsprechende Werte können in den von der EnEV geforderten Nachweis
einfließen.



siehe auch für weitere Informationen:<img src="http://www.baulinks.de/i/m-leer.gif" alt="" width="4" height="4" border="0">




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Thema: Konduktion, Konvektion und Radiation - Herausforderungen beim Wärmeschutz

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