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Infoseiten: Speicherung
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Berücksichtigung der Speicherung beim k-Wert
Prof. Dr.-Ing. habil. Claus Meier
Architekt SRL, Nürnberg
Die übliche k-Wert-Berechnung gilt nur für
den Beharrungszustand, der in Realität nie vorliegt. Nur im Labor oder
in der Klimakammer kann ein stationärer Fall simuliert werden, da nur
dort gleich bleibende Lufttemperaturen erzeugt werden können. Außerdem
ist die Sonneneinstrahlung zu beachten, die ebenfalls nur instationär zu
behandeln ist. Der k-Wert beschreibt also nicht die Wirklichkeit, dies
ist in [1], [2] und
[3] erläutert worden.
Die kostenlose Nutzung der absorbierten Solarstrahlung bei speicherfähigem
Material und die damit zusammenhängende k-Wert Reduzierung infolge der
eingespeicherten Energie kann durch einen effektiven k-Wert beschrieben
werden. Der k-Wert-Bonus (wird vom gemäß DIN 4108 gerechneten k-Wert
abgezogen) hängt weitgehend vom Wärmeeindringkoeffizienten b ab. Je
größer das Raumgewicht und die Wärmeleitfähigkeit sind, desto größer
wird der Wärmeeindringkoeffizient und damit die Speicherfähigkeit des
Materials; desto größer wird dann auch der k-Wert-Bonus. Speicherung und
Dämmung bilden also zusammen den erforderlichen Wärmeschutz.
Es muss deshalb eine ausgewogene Konstruktion gewählt werden, die zwischen
Speicherung und Dämmung ausmittelt. Die Berücksichtigung der Speicherung
durch einen effektiven k-Wert wurde in [4] und
[5] erläutert. Welche absorbierten Solarstrahlungen sind in etwa
dabei anzusetzen? In Anlehnung an die Wärmeschutzverordnung 95 werden
als Strahlungsangebot die dort angegebenen Werte übernommen. Es ergeben
sich mit einem Absorptionsgrad von 0,6 dann absorbierte Strahlungswerte,
die in der Tabelle 1 zusammengestellt sind:
Tabelle 1:
Das Strahlungsangebot unterschiedlicher
Himmelsrichtungen
|
WSchVO 95 |
für 12 Stunden |
as = 0,6 |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
| Südorientierung |
400 kWh/m²a |
143 W/m² |
85 W/m² |
| Ost- und Westorientierung |
275 kWh/m²a |
98 W/m² |
59 W/m² |
| Nordorientierung |
160 kWh/m²a |
57 W/m² |
34 W/m² |
Die in der Spalte 4 angegebenen
Strahlungswerte werden in der Tabelle 2 berücksichtigt.
Die kostenlose Nutzung der absorbierten Solarstrahlung und die damit
zusammenhängende k-Wert Reduzierung (Bonus) infolge der eingespeicherten Energie
führt zu effektiven k-Werten, die in der Tabelle 2 aufgelistet werden.
Dabei wird auf folgendes aufmerksam gemacht:
Die Tabelle ist in unterschiedliche Raumgewichte rho von 700 bis 2200 kg/m³
untergliedert. Für jeweils eine Gruppe dieser Raumgewichte können durch
unterschiedliche Strangpressformen und unterschiedliche Mörtel auch
unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten lambda in W/mK in Ansatz gebracht werden.
Je nach Raumgewicht und Wärmeleitfähigkeit werden damit bei einer spezifischen
Wärmekapazität von 0,28 Wh/kg K bestimmte Wärmeeindringkoeffizienten b erzielt,
die von 5,2 bis 27,2 Wh0,5/m3 K reichen. Weiter werden
dann 24 cm, 36,5 cm und 49 cm Mauerwerk unterschieden. Für jede dieser
Mauerdicken wird der nach DIN 4108 gerechnete k-Wert in W/m2K und
dann die je nach Himmelsrichtung Süden (S), Osten/Westen (O/W) oder Norden (N)
unterschiedlichen effektiven k-Werte keff in W/m2K
tabellarisch gezeigt.
Tabelle 2:
Wärmeeindringkoeffizienten b, stationäre k-Werte und die keff-Werte
für verschiedene Himmelsrichtungen von Mauerwerk aus Mauerziegeln u .a. nach DIN
105 Teile 1 bis 4, aufgeführt nach Rohdichte rho und Wärmeleitfähigkeit lambda.
Spalte 1: ρ = Rohdichte, kg/m3
Spalte 2: λ = Wärmeleitfähigkeit, W/mK
Spalte 3: b = Wärmeeindringkoeffizient, Wh0,5/m3K
|
ρ
|
λ
|
b |
Wandstärke d=36,5cm |
Wandstärke d=49cm |
| u |
ueff |
u |
ueff |
| S |
O/W |
N |
S |
O/W |
N |
| 700 |
0,14 |
5,2 |
0,36 |
0,03 |
0,13 |
0,23 |
0,27 |
0,00 |
0,07 |
0,15 |
|
0,16 |
5,6 |
0,41 |
0,05 |
0,16 |
0,27 |
0,31 |
0,00 |
0,08 |
0,18 |
|
0,20 |
6,3 |
0,50 |
0,09 |
0,22 |
0,34 |
0,38 |
0,01 |
0,12 |
0,23 |
|
0,23 |
6,7 |
0,57 |
0,12 |
0,26 |
0,39 |
0,43 |
0,03 |
0,15 |
0,27 |
|
0,30 |
7.7 |
0,72 |
0,19 |
0,35 |
0,51 |
0,55 |
0,08 |
0,22 |
0,36 |
|
0,36 |
8,4 |
0,84 |
0,25 |
0,43 |
0,61 |
0,65 |
0,12 |
0,28 |
0,44 |
| 800 |
0,16 |
6,0 |
0,41 |
0,04 |
0,15 |
0,26 |
0,31 |
0,00 |
0,07 |
0,17 |
|
0,21 |
6,9 |
0,52 |
0,09 |
0,22 |
0,35 |
0,40 |
0,00 |
0,12 |
0,24 |
|
0,24 |
7,3 |
0,59 |
0,11 |
0,26 |
0,40 |
0,45 |
0,02 |
0,15 |
0,28 |
|
0,26 |
7,6 |
0,64 |
0,13 |
0,29 |
0,43 |
0,49 |
0,03 |
0,17 |
0,30 |
|
0,33 |
8,6 |
0,78 |
0,20 |
0,38 |
0,55 |
0,60 |
0,08 |
0,24 |
0,39 |
|
0,39 |
9,3 |
0,90 |
0,26 |
0,46 |
0,65 |
0,70 |
0,12 |
0,30 |
0,47 |
| 900 |
0,18 |
6,7 |
0,46 |
0,04 |
0,17 |
0,29 |
0,35 |
0,00 |
0,08 |
0,19 |
|
0,24 |
7,8 |
0,59 |
0,10 |
0,25 |
0,39 |
0,45 |
0,00 |
0,14 |
0,27 |
|
0,27 |
8,2 |
0,66 |
0,13 |
0,29 |
0,45 |
0,50 |
0,02 |
0,17 |
0,31 |
|
0,30 |
8,7 |
0,72 |
0,16 |
0,33 |
0,49 |
0,55 |
0,04 |
0,20 |
0,35 |
|
0,36 |
9,5 |
0,84 |
0,21 |
0,41 |
0,59 |
0,65 |
0,08 |
0,25 |
0,42 |
|
0,42 |
10,3 |
0,96 |
0,27 |
0,48 |
0,68 |
0,75 |
0,12 |
0,31 |
0,50 |
| 1000 |
0,32 |
9,5 |
0,76 |
0,16 |
0,34 |
0,52 |
0,59 |
0,03 |
0,20 |
0,37 |
|
0,39 |
10,4 |
0,90 |
0,22 |
0,43 |
0,63 |
0,70 |
0,08 |
0,27 |
0,45 |
|
0,45 |
11,2 |
1,02 |
0,28 |
0,50 |
0,72 |
0,79 |
0,12 |
0,32 |
0,52 |
| 1200 |
0,44 |
12,2 |
1,00 |
0,23 |
0,47 |
0,69 |
0,78 |
0,07 |
0,29 |
0,50 |
|
0,50 |
13,0 |
1,11 |
0,28 |
0,54 |
0,78 |
0,87 |
0,11 |
0,34 |
0,57 |
| 1400 |
0,52 |
14,3 |
1,15 |
0,26 |
0,53 |
0,79 |
0,90 |
0,09 |
0,34 |
0,57 |
|
0,58 |
15,1 |
1,25 |
0,31 |
0,60 |
0,88 |
0,99 |
0,12 |
0,39 |
0,64 |
| 1600 |
0,55 |
15,7 |
1,20 |
0,26 |
0,54 |
0,82 |
0,94 |
0,07 |
0,34 |
0,59 |
|
0,68 |
17,5 |
1,41 |
0,35 |
0,68 |
0,99 |
1,12 |
0,15 |
0,44 |
0,73 |
| 1800 |
0,70 |
18,8 |
1,45 |
0,34 |
0,68 |
1,00 |
1,15 |
0,12 |
0,44 |
0,74 |
|
0,81 |
20,2 |
1.61 |
0,41 |
0,78 |
1,13 |
1,29 |
0,18 |
0,52 |
0,85 |
| 2000 |
0,76 |
20,6 |
1,54 |
0,35 |
0,71 |
1,06 |
1,23 |
0,12 |
0,46 |
0,79 |
|
0,96 |
23,2 |
1,82 |
0,48 |
0,89 |
1,28 |
1,47 |
0,23 |
0,61 |
0,97 |
| 2200 |
1,2 |
27,2 |
2,11 |
0,58 |
1,05 |
1,50 |
1,73 |
0,31 |
0,74 |
1,16 |
|
Die Tabelle 2 zeigt für monolithische Wände effektive k-Werte, die durch
den Solarbonus sogar auch gegen Null gehen können.
Dies festzustellen wird besonders wichtig, da die bautechnische
Entwicklung der Massivbauweise durch die unzutreffende stationäre
Betrachtung nur in Richtung guter Dämmung mit kleinen Wärmeleitzahlen
geht. Dies ist falsch, denn aus einem speicherfähigen Material, das
besondere Vorzüge im Hinblick auf die Sorptionsfähigkeit und die
Feuchte- und Temperaturstabilität aufweist, sollte kein "Dämmstoff"
gemacht werden.
Wärmeschutz bedeutet in unseren Breiten Dämmung und Speicherung. Deshalb
ist der massive Bau gerade die ideale Kombination für einen
hervorragenden Wärmeschutz. Leichthäuser sind bei uns fehl am Platz, die
apparative Instrumentierung wäre zu groß und zu kostenträchtig.
Bei Berücksichtigung der Speicherung werden bei Massivbauten die Ziele
der Wärmeschutzverordnung dann "durch andere Mittel" erreicht und sogar
übertroffen. Die rechnerische Berücksichtigung der absorbierten
Sonnenenergie macht dies möglich.
Dies hat für den Altbau deshalb besondere Bedeutung, da z. Zt. die
"Notwendigkeit" (?) proklamiert wird, den Bestand infolge "schlechter
k-Werte" energetisch "zu sanieren". Dies bedeutet die Verpackung mit
Wärmedämmstoff, um niedrige k-Werte gemäß DIN 4108 berechnen zu können.
Eine solche Rechnung gilt aber nur für den stationären Zustand, der bei
massiven Außenwänden nicht vorliegt; somit stimmt also auch nicht die
Berechnung, sie ist schlichtweg falsch. Ein solches Ansinnen würde der
Dämmstoff-Scharlatanerie die Krone aufsetzen.
Literatur
[1] Meier, C.: Dämmen oder Speichern? Ist eine
nachträgliche Wärmedämmung von Außenwänden erforderlich? k-Wert
Berechnung ist falsch. bausubstanz 1999, H. 1, S. 40.
[2] Meier, C.: Entwickelt der Wärmeschutz sich zum
Phantom. Deutsches Ingenieurblatt 1999, H. 5, S. 16.
[3] Meier, C.: Praxis-Ratgeber zur Denkmalpflege Nr.7,
Januar 1999.
[4] Meier, C. (Hrsg): Wärmeschutzplanung für
Architekten und Ingenieure Rudolf Müller Verlag, Köln 1995, 2 Bände mit
insgesamt ca. 1800 Seiten (seit Mai 1998 vom Markt genommen).
[5] Meier, C.: Gut gespeichert ist auch gedämmt. deutsche
bauzeitung 1999, H. 5, S. 138.
Kurt Weinmann; Handbuch Bautenschutz
Bd. 2, Bauphysik und Bauchemie, expert Verlag 1992, Beitrag von Dr.
habil. Engin Bagda, Instationärte Wärme- und Feuchteströme durch
Baustoffe, S. 53 ff
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Die
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In unserem
Verein haben
sich Menschen
zusammen getan,
die versuchen in
Ihrer Praxis als
Baufachleute der
öffentlich
geförderten
Forschung und
offiziellen
Lehrmeinung der
Bauphysik und ...
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Aufgaben
und Ziele |
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Zusammen-schluss
von
Baufachleuten
aller
Fachrichtungen,
die es sich zur
Aufgabe gemacht
haben, die
Öffentlichkeit
über die
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eines
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