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grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waermebrueken:wbdefinition

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-====== Definition und Auswirkungen von Wärmebrücken ====== 
-===== Einführung ===== 
- 
- 
-Wärme sucht sich ihren Weg vom beheizten Raum nach außen. Dabei geht sie den Weg des geringsten Widerstandes. \\ Als Wärmebrücke bezeichnet man einen örtlich begrenzten Bereich der Gebäudehülle, wo sich im Vergleich zu unmittelbar angrenzenden Bereichen ein veränderter (meist erhöhter) Wärmefluss einstellt (eine Temperaturdifferenz zwischen innen und außen vorausgesetzt). 
- 
-Auswirkungen von Wärmebrücken sind: 
- 
-    * Veränderte, meist verringerte innere Oberflächentemperaturen; das kann im schlimmsten Fall zum Durchfeuchten von Bauteilen und Schimmelwachstum führen. 
-    * Veränderte, meist erhöhte Wärmeverluste 
- 
-Beides kann im Passivhaus vermieden werden: Die Oberflächentemperaturen sind dann überall so hoch, dass es zu keiner kritischen Feuchtebelastung mehr kommen kann - und die zusätzlichen Wärmeverluste werden vernachlässigbar klein. Sind die Wärmebrückenverluste kleiner als ein Grenzwert (festgelegt auf 0,01 W/(mK)), so erfüllt das Detail die Kriterien für "wärmebrückenfreies Konstruieren". 
- 
-<WRAP center round box 60%> 
-Werden die Kriterien an [[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waermeuebertragung:waermebrueckenvermeidung|wärmebrückenfreies Konstruieren]] überall eingehalten, so müssen sich die Planer und der Bauherr **keine Sorgen mehr um kalte und nasse Flecken** machen - und auch der Berechnungsaufwand für die Heizwärmebilanz wird viel geringer.\\ \\ 
-[[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waermeuebertragung:waermebrueckenvermeidung|Wärmebrückenfreies Konstruieren]] führt zu substantiell verbesserten Details. Dadurch wird die Dauerhaftigkeit der Konstruktion erhöht - und es wird **Heizenergie eingespart**. 
-</WRAP> 
- 
-===== Normative Definition vom Wärmebrücken ===== 
- 
-In der [DIN10211] (Wärmebrücken im Hochbau – Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Detaillierte Berechnungen) sind die numerischen Vorgehensweisen Rund um die Berechnung von Wärmebrücken enthalten. In ihr werden die Wärmebrücke wie folgt definiert (Kapitel 3.1.1): 
- 
-<WRAP center round box 60%> 
-//Wärmebrücken, die im Allgemeinen an jeder Verbindungsstelle zwischen Bauteilen oder an Stellen auftreten, wo sich die Zusammensetzung der Baustruktur ändert, haben, verglichen mit wärmebrückenfreien Bauteilen, zwei Auswirkungen:// 
-  * //Änderung des Wärmestroms// 
-  * //Änderung der inneren Oberflächentemperatur// 
-</WRAP> 
- 
-Eine Übersicht erhält man, wenn zunächst die Vorgehensweise zur Bestimmung der Transmissionswärmeverluste $H_T$ der Gebäudehülle betrachtet wird. In folgender Gleichung der Norm DIN 14683 (Kapitel 4.2) wird unterschieden zwischen eindimensionalen, zweidimensionalen und dreidimensionalen Wärmeströmen. 
-<WRAP center 60%> 
-<latex>  
-$$H_{T} = \underbrace{\sum_{i}A_{i}U_{i}}_{1d}+\underbrace{\sum_{k}l_{k}\varPsi_{k}}_{2d}+\underbrace{\sum_{j}\chi_{j}}_{3d}$$ 
-\begin{tabular}{ll} 
-Mit & \\ 
-$A_{i}$ & die Fläche der Bauteile, in m^2\\  
-$U_{i}$ & der Wärmedurchgangskoeffizient von Bauteil $i$ der Gebäudehülle, in W/(m^2\cdot K) \\ 
-$ l_{k} $ & die Länge der linienförmigen Wärmebrücke $k$, in m \\ 
-$ \varPsi_{k} $ & der Wärmedurchgangskoeffizient der linienförmigen Wärmebrücke $k$, in W/(m\cdot K) \\ 
-$ \chi_{j} $ &  der Wärmedurchgangskoeffizient der punktförmigen Wärmebrücke $j$, in W/K \\ 
-\end{tabular} 
-</latex> 
-</WRAP> 
- 
-Den größten Anteil am Gesamtwärmestrom besitzen die ebenen Regelbauteile wie zum Beispiel die Dachflächen und Außenwände. Bei ihnen kann der Wärmedurchgang mit guter Näherung als eindimensional angesehen werden. Der Grund dafür ist, dass in ihnen quasi keine Querwärmeströme auftreten, bedingt durch ihren homogenen Schichtaufbau. Der Wärmedurchgangskoeffizient ist in der Norm [DIN6946] definiert und kann mit geringem Aufwand mit folgender altbekannten Gleichung berechnet werden: 
-<WRAP center 60%> 
-<latex>  
-$$U=\dfrac{1}{R}=\dfrac{1}{R_{si}+\frac{d_{0}}{\lambda_{0}}+\frac{d_{1}}{\lambda_{1}}+\dots+\frac{d_{n}}{\lambda_{n}}+R_{se}} $$ 
- 
-\begin{tabular}{ll} 
-Mit & \\ 
-$R_{si}$ & der innere Wärmeübergangswiderstand, in m^2 \cdot K/W \\  
-$d_{n}$ & die Dicke der $n$-ten Bauteilschicht, in m\\  
-$\lambda_{n}$ & der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit den $n$-ten Schicht, in W/(m\cdot K) \\  
-$R_{se}$ & der äußere Wärmeübergangswiderstand, in m^2 \cdot K/W \\  
-\end{tabular}\\ 
-</latex> 
-</WRAP> 
- 
-Der zwei- und dreidimensionale Wärmestromanteil der Gebäudehülle wird durch Wärmebrücken ausgedrückt. Sie sind definiert durch eine geometrische, konstruktive und oder stoffliche Änderung und weisen in der Regel einen höheren Wärmestrom und niedrigere Oberflächentemperaturen auf, als die angrenzenden Regelbauteile. Sie treten vor allem an Bauteilstößen, Kanten, Übergängen und Durchdringungen der Regelbauteile auf. Abgebildet werden sie durch den längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten $\varPsi$ mit der Einheit W/(mK) und dem punktuellen Wärmedurchgangskoeffizienten $\chi$ in W/K. 
- 
-[{{ :picopen:pb35_wb.jpg?nolink&500 |Typische Wärmebrücken Quelle:[AkkP 35]}}] 
- 
-===== Auswirkung und Anforderungen an Wärmebrücken ===== 
- 
-====Zusätzliche Wärmeverluste ==== 
- 
-Die Auswirkungen von Wärmebrücken auf die Energiebilanz, sind nicht nur abhängig von der physikalischen Wirkung sondern auch von der Art der Berücksichtigung. So können Wärmebrücken in Rahmen von Energiebilanzierungen wie folgt abgebildet werden: 
- 
-  - pauschal über Wärmebrückenzuschlag $ \Delta U_{bw} = 0,10 \quad W/(m^2\cdot K)$ (EnEV) 
-  - reduzierter Wärmebrückenzuschlag $ \Delta U_{bw} = 0,05 \quad W/(m^2\cdot K)$ (DIN 4108 Beiblatt 2) 
-  - Ψ-Wert aus Wärmebrückenkatalogen z.B. (DIN EN ISO 14683) 
-  - Ψ -Werte aus Berechnung aus (DIN EN ISO 10211) 
-  - keine Berücksichtigung im Falle der [[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waermeuebertragung:waermebrueckenvermeidung|Wärmebrückenfreiheit]] 
- 
-Der tatsächliche Anteil der Wärmebrücken an den Transmissionswärmeverlusten der Gebäudehülle kann im Grunde nur angegeben werden, wenn die Ψ -Werte für ein konkretes Gebäude berechnet werden. Es wird davon ausgegangen, dass Wärmestromsimulationen mit einer Unsicherheit von ca. 5 % behaftet sind, andere Methoden wie zum Beispiel die Verwendung von Wärmebrückenkatalogen sind bereits mit Unsicherheiten bis zu 20 % behaftet (DIN EN ISO 14683, Kapitel 5.1) Eine allgemein gültige Angabe, wie groß die tatsächlichen Wärmeverluste durch Wärmebrücken sind, ist allerdings nicht möglich. Dazu sind sie in ihrer Art und Anzahl zu individuell, daher extrem abhängig von dem jeweiligen Gebäude. Beispielsweise müssen sich Wärmebrücken nicht immer negativ auf Bilanzierungen auswirken, bei effizienten Neubauten, gerade im Bereich von Passivhäusern, kann die Berücksichtigung der Ψ -Werte den 
-Heizwärmebedarf durchaus verringern. Im Altbau und bei sanierten Bestandsgebäuden wirken sich Wärmebrücken im Allgemeinen jedoch negativ aus, sie können laut [EnerPHIT] 2 erfahrungsgemäß einen zusätzlichen Wärmeverlust von bis zu 20 % verursachen. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wird der 
-Einfluss der gezeigten Wärmebrücken anhand von exemplarischen Beispielen untersucht. 
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