E2 Wärmeübertragung in Gebäuden

Thema

Wärme breitet sich in einem Gebäude stets über drei Wege aus, die zusammenwirken: Wärmeleitung durch feste Materialien, die umso schneller erfolgt, je leitfähiger das Material ist; Konvektion an Oberflächen, die mit der Luft in Kontakt stehen und sich mit zunehmender Luftbewegung verstärkt; und Infrarotstrahlung zwischen Oberflächen, die mit der absoluten Temperatur der emittierenden Oberfläche rapide ansteigt und von deren Wärmeleitfähigkeit abhängt.

Diese drei Wege ergeben zusammen einen einzigen Parameter, der die Wärmedurchlässigkeit eines Gebäudes beschreibt: Jede Wandschicht bietet einen eigenen Wärmewiderstand, und diese Widerstände addieren sich wie in Reihe geschaltete Widerstände. Je höher also der gesamte akkumulierte Widerstand ist, desto geringer ist der Wärmeverlust bei gleicher Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen. Das bedeutet, dass das Anbringen einer einzelnen Schicht guter Dämmung an einer Wand deren Wärmeverlust drastisch reduziert, selbst wenn die ursprüngliche Wand bereits dick war: Entscheidend ist nicht die Gesamtdicke, sondern der effektive zusätzliche Widerstand.

Neben der Fähigkeit, Wärme kontinuierlich durchzulassen, verleihen die Masse und die spezifische Wärmekapazität der Baumaterialien dem Gebäude eine eigene thermische Trägheit: Das Gebäude benötigt eine bestimmte Zeit, um auf Änderungen der Außentemperatur zu reagieren. Diese Verzögerung dämpft die Hitze- oder Kältespitzen des Tages, anstatt sie unmittelbar ins Innere zu leiten.

Dieses Modul, das mit drei physikalischen Wegen des Wärmetransports beginnt, zeigt daher abschließend, dass keiner der beiden daraus resultierenden Parameter allein ausreicht: Erst die Kombination aus Wärmewiderstand, der die Menge des Wärmeverlusts bestimmt, und thermischer Trägheit, die den Zeitpunkt des Wärmeverlusts festlegt, definiert gemeinsam die Energieeffizienz einer Gebäudehülle.

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