Inhaltsverzeichnis
In diesem Kurstext erklären wir dir die thermischen Eigenschaften von Baustoffen und die Arten der Wärmeübertragung.
Thermische Eigenschaften
Wenn man die thermischen Eigenschaften eines Baustoffs oder eines gesamten Bauwerks berechnen möchte, kann man sich in erster Linie auf drei Werte konzentrieren:
- spezifische Wärmekapazität
- volumenbezogene Wärmespeicherfähigkeit
- flächenbezogene Wärmespeicherfähigkeit
Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität
Volumenbezogene Wärmespeicherfähigkeit
Mit der volumenbezogenen Wärmespeicherfähigkeit lässt sich errechnen, wie viel Wärme erforderlich ist, um einen Kubikmeter Baustoff um ein Kelvin zu erwärmen. Nimmt
Für die Berechnung des Wert benötigen wir dir Angabe der spezifischen Wärmekapazität
Methode
Flächenbezogene Wärmespeicherfähigkeit
In der Praxis wird die Angabe der flächenbezogenen Wärmespeicherfähigkeit gegenüber der volumenbezogenen bevorzugt. Neben der Angabe von der spezifischen Wärmekapazität
Methode
Sowohl bei der volumenbezogenen als auch flächenbezogenen Wärmespeicherfähigkeit fällt direkt auf, dass eine erhöhte Rohdichte zu einer Verbesserung der Wärmespeicherfähigkeit führt. Diese Eigenschaften werden dadurch begünstigt:
- Eine hohe Wärmespeicherung verbessert den sommerlichen Wärmeschutz.
- Eine hohe Wärmespeicherung wirkt dem schnellem Äbkühlen der Wände entgegen.
- Die Schwankungen im Heizleistungsbedarf werden reduziert.
Bemessungswerte für Baustoffe
In der nächsten Tabelle siehst du eine Liste von ausgewählten Baustoffen und Vergleichselementen hinsichtlich spezifischer Wärmekapazität und volumenbezogener Wärmespeicherfähigkeit:
Baustoff/Medium | Spez. Wärmekapazität | Vol.bez. Wärmespeicherfähigkeit |
Holz (massiv, Sperr-) | 1600 | 800 |
Kunststoff (massiv) | 1000-2200 | 1300-2200 |
Dämmmaterial | 1000-2300 | 80-160 |
Beton | 1000 | 2300 |
Stahl | 450 | 3500 |
Aluminium | 860 | 2500 |
Glas | 750 | 1900 |
Wasser | 4190 | 4190 |
Eis | 2000 | 1800 |
Luft | 1008 | 1 |
Bei allen Angaben in der Tabelle handelt es sich um Bemessungswerte. Genaue Angaben für einen spezifischen Baustoff können Tabellenwerken entnommen werden.
Arten der Wärmeübertragung
Merke
Eines der Grundprinzipien der Thermodynamik besagt, dass Wärme immer einem natürlichen Ausgleichsbetreben unterliegt. Um diesen Vorgang des Ausgleichens zu ermöglichen, ist ein Wärmestrom
Drei Arten von Wärmeübertragung können grundsätzlich unterschieden werden:
- Wärmeleitung: Die Teilchen in Stoffen stehen unabhängig vom Aggregatszustand (fest, flüssig, gasförmig) in direktem Wärmeaustausch.
Molekülbewegung - Wärmestrahlung: Die Wärme wird als elektromagnetische Strahlung an der Oberfläche des Baustoffs abgegeben.
Strahlung - Konvektion: Die Teilchen führen ihren Energiegehalt (Wärme) in Flüssigkeiten oder Gasen mit.
Massetransport
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