grundlagen:sonne:indirekte_waermezufuhr
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grundlagen:sonne:indirekte_waermezufuhr [2023/10/11 11:57] – [Anwendung: Außenbauteile] wfeist | grundlagen:sonne:indirekte_waermezufuhr [2024/04/30 22:47] (aktuell) – [Anwendung: Außenbauteile] wfeist | ||
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Gibt es passiv gewonnene Sonnenenergie, | Gibt es passiv gewonnene Sonnenenergie, | ||
- | Die spontane Antwort "wie soll denn das gehen?" | + | Die spontane Antwort "wie soll denn das gehen?" |
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Zur Lösung betrachten wir das „Ersatzschaltbild“: | Zur Lösung betrachten wir das „Ersatzschaltbild“: | ||
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Der erste Summand ist identisch mit dem Wärmestrom ohne die zusätzliche Quelle((beachte, | Der erste Summand ist identisch mit dem Wärmestrom ohne die zusätzliche Quelle((beachte, | ||
- | Eine Bemerkung schon an dieser Stelle im Vorgriff auf später genauer behandelte Details: Die hier dargestellte Überlegung gilt zunächst für den vorausgesetzten (quasi-)stationären Fall: Dass sich nämlich weder $\vartheta_A$, | + | Eine Bemerkung schon an dieser Stelle im Vorgriff auf später genauer behandelte Details: Die hier dargestellte Überlegung gilt zunächst für den vorausgesetzten (quasi-)stationären Fall: Dass sich nämlich weder $\vartheta_A$, |
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====Anwendung: | ====Anwendung: | ||
- | Kommen wir zurück auf die konkrete Anwendung: Das Bauteil habe außen eine transparente Schicht (das kann auch einfach nur die oberflächennahe Schicht der Außenluft sein), so dass Solarstrahlung bis zur Ebene mit der Temperatur $\vartheta$ vordringen kann. Auf dieser Ebene werde der Anteil $\alpha$ (Absorptionsgrad) der Solarstrahlung absorbiert – der Rest werde reflektiert. $q_0$ in Gleichung (4-ind) ist dann das Produkt aus solarer Strahlungsdichte $q_sol$ und $\alpha$. | + | Kommen wir zurück auf die konkrete Anwendung: Das Bauteil habe außen eine transparente Schicht (das kann auch einfach nur die oberflächennahe Schicht der Außenluft sein), so dass Solarstrahlung bis zur Ebene mit der Temperatur $\vartheta$ vordringen kann. Auf dieser Ebene werde der Anteil $\alpha$ (Absorptionsgrad) der Solarstrahlung absorbiert – der Rest werde reflektiert. $q_0$ in Gleichung (4-ind) ist dann das Produkt aus solarer Strahlungsdichte $q_{sol}$ und $\alpha$. |
$q_B = \frac {\vartheta_B - \vartheta_A}{R_A + R_B} - \frac {R_A}{R_A+R_B} \cdot \alpha \cdot q_{sol} \hspace{6em}$ (5-ind)\\ \\ | $q_B = \frac {\vartheta_B - \vartheta_A}{R_A + R_B} - \frac {R_A}{R_A+R_B} \cdot \alpha \cdot q_{sol} \hspace{6em}$ (5-ind)\\ \\ | ||
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Der Faktor $ \frac {R_A}{R_A+R_B} \cdot \alpha \,$ ist gerade der Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie, | Der Faktor $ \frac {R_A}{R_A+R_B} \cdot \alpha \,$ ist gerade der Anteil der eingestrahlten Sonnenenergie, | ||
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- | Auch hier ist natürlich $ U=\frac {1}{R_A+R_B}\, | + | Auch hier ist natürlich $ U=\frac {1}{R_A+R_B}\, |
Das klärt übrigens eine der oft emotional geführten Debatten um die Wirkung von zusätzlicher Wärmedämmung an Außenbauteilen: | Das klärt übrigens eine der oft emotional geführten Debatten um die Wirkung von zusätzlicher Wärmedämmung an Außenbauteilen: | ||
- Zunächst einmal stimmt es, wie wir hier gerade gesehen haben, dass es diese indirekte passive Solarenergienutzung durch opake Bauteile tatsächlich gibt. | - Zunächst einmal stimmt es, wie wir hier gerade gesehen haben, dass es diese indirekte passive Solarenergienutzung durch opake Bauteile tatsächlich gibt. | ||
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- Fazit: Im Dezember ist die Reduktion des gewöhnlichen Wärmeverlustes (20-K-Faches des U-Wertes) etwa 40 mal so bedeutend wie die Reduktion eines unter günstigsten Umständen evtl. möglichen passiv solaren Gewinns auf dem beschriebenen indirekten Weg durch das opake Bauteil: Der passiv-solar-reduzierende Effekt ist im Dezember somit niedriger als 3%; einen großen Fehler würden wir hier noch nicht einmal machen, wenn wir den Effekt im Winter vernachlässigen würden. In der PHPP-Berechnung machen wir das allerdings bewusst nicht - dieser Einfluss wird einbezogen, und der nächste Abschnitt zeigt dann auch, warum das gar nicht unwichtig ist. | - Fazit: Im Dezember ist die Reduktion des gewöhnlichen Wärmeverlustes (20-K-Faches des U-Wertes) etwa 40 mal so bedeutend wie die Reduktion eines unter günstigsten Umständen evtl. möglichen passiv solaren Gewinns auf dem beschriebenen indirekten Weg durch das opake Bauteil: Der passiv-solar-reduzierende Effekt ist im Dezember somit niedriger als 3%; einen großen Fehler würden wir hier noch nicht einmal machen, wenn wir den Effekt im Winter vernachlässigen würden. In der PHPP-Berechnung machen wir das allerdings bewusst nicht - dieser Einfluss wird einbezogen, und der nächste Abschnitt zeigt dann auch, warum das gar nicht unwichtig ist. | ||
- Im August nämlich ist der Wärmeverlust durch ein solches Bauteil nahezu vernachlässigbar, | - Im August nämlich ist der Wärmeverlust durch ein solches Bauteil nahezu vernachlässigbar, | ||
- | - Der Vollständigkeit halber merken wir hier noch an, dass es aus den oben dargestellten Gründen empfehlenswert ist, die Oberflächen von opake Außenbauteilen hell (d.h. strahlungsreflektierend) zu gestalten oder zu verschatten((Das kann z.B. auch durch Laubbäume erfolgen)): Der dadurch ' | + | - Der Vollständigkeit halber merken wir hier noch an, dass es aus den oben dargestellten Gründen empfehlenswert ist, die Oberflächen von opaken |
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grundlagen/sonne/indirekte_waermezufuhr.1697018229.txt.gz · Zuletzt geändert: 2023/10/11 11:57 von wfeist