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Wärmetechnische Kennwerte von Wärmebrücken

Um Wärmebrücken in ihrer bauphysikalischen Eigenschaft beurteilen zu können, gibt es verschiedene wärmebrückentechnische Kennwerte. Diese beschreiben unterschiedliche Eigenschaften von Wärmebrücken. Während die Wärmedurchgangskoeffizienten ψ und χ Auskunft über die energetischen Wärmeverluste geben, wird durch den Oberflächentemperaturfaktor fRsi und die minimale Oberflächentemperatur θsi,min das Risiko für Schimmelpilzbildung und Tauwasserausfall beurteilt. Der Wärmestrom Φ im Bauteil beschreibt den Wärmeverlust aufgrund eines Temperaturgefälles.

Die Ermittlung dieser Kenngrössen ist rechnerisch ausschliesslich mittels wärmetechnischer Finite-Element-Berechnung (FE-Berechnung) möglich. In der Regel wird damit der Temperatur- und Wärmestromverlauf im Bauteil und an den Bauteiloberflächen ermittelt.

Die Randbedingungen für die Berechnung und Modellierung sind in der SN EN ISO 10211 geregelt. Hierzu wird der geometrische Aufbau der Konstruktion im Bereich der Wärmebrücke zusammen mit den Wärmeleitfähigkeiten der verwendeten Materialien in einem FE-Programm modelliert. Für das thermodynamische System werden noch die entsprechenden Raumtemperaturen benötigt, diese sind in der Regel von der Region abhängig.

Die FE-Berechnung liefert neben den quantitativen Kennwerten auch den Temperaturverlauf (sogenannte Isotherme) und den Wärmestromverlauf innerhalb der Konstruktion, welche auch grafisch dargestellt werden können. Dabei wird meist eine Darstellung des Wärmestroms durch Wärmestromlinien (siehe Abbildung 3) oder Isothermen (siehe Abbildung 4) gewählt.

Die Darstellung mit Wärmestromlinien zeigt, auf welchem Weg durch die Konstruktion die Wärme geleitet wird, und es lassen sich somit die wärmetechnischen Schwachstellen der Wärmebrücke gut erkennen. Die Isothermen sind Linien oder Flächen gleicher Temperatur und zeigen die Temperaturverteilung innerhalb des berechneten Bauteils. Wärmestromlinien und Isothermen stehen stets senkrecht zueinander (siehe Abbildungen 3 und 4).

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Bauphysik
Bauphysik-Handbuch - Grundlagen des Wärme- und Feuchteschutzes
pdf, 1,48 MB (15.01.2014)
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