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Beheizter Keller

In DIN EN ISO 13370 bzw. DIN EN ISO 10211 wird für ein beheiztes Kellergeschoss nur ein Ψ-Wert ermittelt. Dieser erfasst den oberen Kellerdecken-Anschluss und den Anschluss der Kellerwand an die Keller-Bodenplatte. Auch für das Erdreichblatt des PHPP ist es ausreichend, $\Psi_{gesamt}$ einzugeben (als Perimeter-Wärmebrücke). Alternativ können die beiden Anschlüsse ($\Psi_{oben}$ und $\Psi_{unten}$) getrennt auf das Kriterium der Wärmebrückenfreiheit überprüft werden.

Das Vorgehen zur Ermittlung der angesprochenen Wärmebrückenverlustkoeffizienten wird nachfolgend gezeigt. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass im Erdreichblatt des PHPP für die Keller-Bodenplatte sowie für die Kellerwand, unter Berücksichtigung des Erdreiches, U-Werte durch die Näherungsfunktionen der DIN EN ISO 13370 bestimmt werden. Somit kann auch für beheizte Keller Option A bzw. Option B angewendet werden. Im Rahmen einer Bausystem-Zertifizierung sollte jedoch auch hier Option B für die Bestimmung der Ψ-Werte angewendet werden.

Nach der Abbildung oben lassen sich die U-Werte der für die Ψ-Wert Ermittlung relevanten Bauteile wie folgt bestimmen:


Berechnungsmodelle

Leitwertbestimmung 
$L_{2d}$



$$\.q = 38{,}123 \, \frac{\text{W}}{\text{m}}$$ \\
$$L_{2d} = \frac{\.q}{T_i-T_e} = \frac{38{,}123}{30} = 1{,}2708 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$

$L_{2d}$ ist damit berechnet. Um den Ψ-Wert ermitteln zu können, müssen noch die Leitwerte der Außenwand, der Kellerwand und der Kellerbodenplatte ermittelt werden. Der Leitwert der Außenwand kann auch hier einfach aus dem U-Wert und der angesetzten Länge ermittelt werden. Die Leitwerte der Kellerwand und der Keller-Bodenplatte müssen nach Option B, also durch eine zusätzliche Berechnung, ermittelt werden. Dazu werden analog zur Bodenplatte die erdberührten Bauteile durch ihren Übergangswiderstand abgebildet.

Leitwert der Keller-Bodenplatte und Kellerwand 
$L_{BP,KW}$



$$\.q = 22{,}190 \, \frac{\text{W}}{\text{m}}$$ \\
$$L_{BP,KW} = \frac{\.q}{T_i-T_e} = \frac{22{,}190}{30} = 0{,}7397 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$


Leitwertermittlung der Außenwand 
$L_{AW}$


$$U_{AW} = 0{,}1205 \, \frac{\text{W}}{\text{m}^2 \cdot \text{K}}$$ 
$$L_{AW} = l_{AW} \cdot U_{AW} = 1{,}83 \cdot 0{,}1205 = 0{,}2205 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$


Ψ-Wert Ermittlung (Gesamt)


$$\Psi_{gesamt} = L_{2d}-L_{AW}-L_{BP,KW}=1{,}2708-0{,}2205-0{,}7397=0{,}311 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$


In der Praxis sollten auch hier vorgefertigte Excel-Vorlagen zur Bestimmung der Ψ-Werte verwendet werden. Man kann dort die Wärmeströme und die notwendigen Längen eintragen und erhält direkt den gesuchten Ψ-Wert als Ergebnis:

Anmerkung: Es liegt also kein wärmebrückenfreier Anschluss vor. In dem gegebenen Beispiel ist es relativ deutlich, dass der Kellerwand-Anschluss an die Keller-Bodenplatte nicht ideal ausgeführt ist. Dem Auftraggeber würde man empfehlen, auch unter dem Fundament zu dämmen (vgl. AkKP 35). Unabhängig davon stellt sich die Frage, wie es mit dem oberen Anschluss aussieht. Kann der Geschossdecken-Anschluss als wärmebrückenfrei angesehen werden? Streng genommen kann man die beiden Anschlüsse nicht voneinander getrennt betrachten. Das Erdreich stellt eine thermische Verbindung zwischen der Kellerwand und der Bodenplatte her. So beeinflusst der Wärmestrom durch die Bodenplatte den Wärmedurchgang durch die Kellerwand und umgekehrt. In den meisten Fällen befindet sich der Anschluss Kellerwand - Außenwand jedoch nahe an oder sogar über Oberkante Gelände. Damit sind die Wechselwirkungen gering und eine für die praktische Anwendung wünschenswerte, getrennte Angabe von $\Psi_{unten}$ und $\Psi_{oben}$ ist gerechtfertigt. Wir schlagen vor, einheitlich zunächst den unteren Anschluss zu berechnen. Möglich wäre auch der umgekehrte Weg, was eine (meist nur geringfügig) andere Aufteilung von $\Psi_{gesamt}$ auf $\Psi_{unten}$ und $\Psi_{oben}$ zur Folge hätte.

Leitwertbestimmung 
$L_{2d}$



$$\.q = 29{,}588 \, \frac{\text{W}}{\text{m}}$$ \\
$$L_{2d} = \frac{\.q}{T_i-T_e} = \frac{29{,}588}{30} = 0{,}9863 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$

Der Leitwert $L_{BP,KW}$ ist bereits aus der Gesamtermittlung bekannt. Für den Kellerwand-Anschluss an die Bodenplatte resultiert folgender Ψ-Wert:

Ψ-Wert Ermittlung (unterer Anschluss)


$$\Psi_{unten} = L_{2d}-L_{BP,KW}=0{,}9863-0{,}7397 = 0{,}247 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$

Den Ψ-Wert für den oberen Anschluss kann man nun aus der Differenz zwischen $\Psi_{gesamt}$ und $\Psi_{unten}$ berechnen. Damit ist in $\Psi_{oben}$ der Einfluss des unteren Anschlusses enthalten.

Ψ-Wert Ermittlung (oberer Anschluss)


$$\Psi_{oben} = \Psi_{gesamt}-\Psi_{unten} = 0{,}311-0{,}247 = 0{,}064 \, \frac{\text{W}}{\text{m} \cdot \text{K}}}$$

Der Kellerdecken-Anschluss ist ebenfalls nicht wärmebrückenfrei.


Bestimmung der Oberflächentemperatur

Zur der Bestimmung der minimalen Oberflächentemperatur und des $f_{Rsi}$-Faktors kann in diesem Fall wie bei jeder anderen Wärmebrücke vorgegangen werden.

Bestimmung der minimalen Oberflächentemperatur und von 
$f_{Rsi}$


$$f_{Rsi,A} = \frac{18{,}5-(-10)}{20-(-10)} = 0{,}94$$
$$f_{Rsi,B} = \frac{16{,}9-(-10)}{20-(-10)} = 0{,}89$$
$$f_{Rsi,C} = \frac{11{,}6-(-10)}{20-(-10)} = 0{,}72$$

Anmerkung! Bereiche, die nahe an der Erdoberfläche liegen, unterliegen größeren Temperaturschwankungen als solche, die weiter von der Oberfläche entfernt sind. Die stationär ermittelten Oberflächentemperaturen von weiter entfernten Bereichen sind daher weniger aussagekräftig, aber in der Regel auf der sicheren Seite, da die dazu nötigen Randbedingungen in der Realität monatelang anliegen müssten. Sind genauere Oberflächentemperaturen gefragt, können zwei- oder dreidimensionale instationäre Berechnungen die Lösung sein.

Siehe auch

grundlagen/bauphysikalische_grundlagen/waermebruecken/wbberechnung/beispiele/behkeller.txt · Zuletzt geändert: 2018/10/02 10:57 von cblagojevic