grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waermebrueken:wbdefinition
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- | ====== Definition und Auswirkungen von Wärmebrücken ====== | ||
- | ===== Einführung ===== | ||
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- | 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, | ||
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- | Auswirkungen von Wärmebrücken sind: | ||
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- | * Veränderte, | ||
- | * Veränderte, | ||
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- | 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 " | ||
- | |||
- | <WRAP center round box 60%> | ||
- | Werden die Kriterien an [[grundlagen: | ||
- | [[grundlagen: | ||
- | </ | ||
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- | ===== Normative Definition vom Wärmebrücken ===== | ||
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- | 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): | ||
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- | <WRAP center round box 60%> | ||
- | // | ||
- | * //Änderung des Wärmestroms// | ||
- | * //Änderung der inneren Oberflächentemperatur// | ||
- | </ | ||
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- | 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, | ||
- | <WRAP center 60%> | ||
- | < | ||
- | $$H_{T} = \underbrace{\sum_{i}A_{i}U_{i}}_{1d}+\underbrace{\sum_{k}l_{k}\varPsi_{k}}_{2d}+\underbrace{\sum_{j}\chi_{j}}_{3d}$$ | ||
- | \begin{tabular}{ll} | ||
- | Mit & \\ | ||
- | $A_{i}$ & die Fläche der Bauteile, in m^2\\ | ||
- | $U_{i}$ & der Wärmedurchgangskoeffizient von Bauteil $i$ der Gebäudehülle, | ||
- | $ 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} | ||
- | </ | ||
- | </ | ||
- | |||
- | 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%> | ||
- | < | ||
- | $$U=\dfrac{1}{R}=\dfrac{1}{R_{si}+\frac{d_{0}}{\lambda_{0}}+\frac{d_{1}}{\lambda_{1}}+\dots+\frac{d_{n}}{\lambda_{n}}+R_{se}} $$ | ||
- | |||
- | \begin{tabular}{ll} | ||
- | Mit & \\ | ||
- | $R_{si}$ & der innere Wärmeübergangswiderstand, | ||
- | $d_{n}$ & die Dicke der $n$-ten Bauteilschicht, | ||
- | $\lambda_{n}$ & der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit den $n$-ten Schicht, in W/(m\cdot K) \\ | ||
- | $R_{se}$ & der äußere Wärmeübergangswiderstand, | ||
- | \end{tabular}\\ | ||
- | </ | ||
- | </ | ||
- | |||
- | Der zwei- und dreidimensionale Wärmestromanteil der Gebäudehülle wird durch Wärmebrücken ausgedrückt. Sie sind definiert durch eine geometrische, | ||
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- | [{{ : | ||
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- | ===== Auswirkungen ===== | ||
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- | ====Zusätzliche Wärmeverluste ==== | ||
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- | Die Auswirkungen von Wärmebrücken auf die Energiebilanz, | ||
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- | - 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: | ||
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- | 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, | ||
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- | 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, | ||
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- | ====Auswirkung auf die Baukonstruktion ==== | ||
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- | [{{ : | ||
- | Im Unterschied zu ebenen Bauteilen, kommt es an Wärmebrücken zu einer Änderung der Wärmestromdichte und damit meist zu einer lokalen Senkung der raumseitigen Oberflächentemperatur. Dieser Effekt wird begünstigt, | ||
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- | Das anfallende Tauwasser kann durch Kapillarwirkung der Baustoffe weiter in die Konstruktion eindringen, die Wärmeleitfähigkeit weiter erhöhen und damit durch weitere Auffeuchtung das Bauteil regelrecht durchnässen. Feuchteschäden an der Baukonstruktion und Schimmelpilzwachstum sind anschließend nicht mehr zu verhindern. Große Schäden gehen jedoch einher, mit generellen Fehlern bei der Planung, Ausführung und Nutzung von Gebäuden und sind kein reines Problem von Wärmebrücken. Sie sind jedoch Keimzellen, an denen es zuerst zu Problemen kommt. Das Risiko von Schimmelpilz im Innenbereich von Wärmbrücken und den damit möglichen toxischen Wirkungen auf den Menschen, muss nichtsdestotrotz gesondert betrachtet werden. Vor allem da Schimmelpilzwachstum bereits oberhalb der Taupunkttemperatur, | ||
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