Wärmebrücken & Dampfdiffusionsbrücken Programm AnTherm Version 6.115 - 8.133 

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Die Gebäudehülle als Wärmebrücke

Die Transmissionswärmeverluste der Gebäudehülle beeinflussen die im Inneren des Gebäudes zur Einhaltung einer Soll-Temperatur erforderliche Heizleistung nachhaltig. Die Planung von Gebäuden mit niedrigem Heizwärmebedarf ist immer mit der Forderung einer Optimierung der Gebäudehülle in Hinblick auf die Reduktion der zu erwartenden Transmissionswärmeverluste verknüpft. Dies gilt auch für „sonnengestützte Häuser“, also für Gebäudeentwürfe, deren primäres Planungsziel eine möglichst gute Ausnutzung der Energie der auf das Gebäude einfallenden Sonnenstrahlung zwecks Reduzierung der erforderlichen Heizenergie ist.

Um die thermischen Eigenschaften der Gebäudehülle erfolgreich optimieren zu können, bedarf es planungsbegleitender Berechnungen. Die hierzu verwendeten Hilfsmittel sind Computerprogramme, die es gestatten sowohl das thermische Verhalten einzelner Teile der Gebäudehülle als auch das thermische Verhalten des gesamten Gebäudes in Abhängigkeit von der Planungsvariante vorher zu sagen. Für die Entwickler solcher Programme sind die Anforderungen insofern besonders hoch, als einerseits die physikalische Modellierung detailliert genug sein muss, um Ergebnisse in solch’ einem Grad an Genauigkeit zu erhalten, dass sie dem Anspruch an eine hohe Planungssicherheit gerecht werden können. Andererseits muss bedacht werden, daß Überlegungen in Hinblick auf die Optimierung der thermischen Qualität des Gebäudes in frühen Planungsphasen besonders effektiv sind. Zielgruppe für Programme zur Beurteilung der thermischen Qualität von Baukonstruktionen und Gebäuden sollte aus diesem Grunde in erster Linie die Gruppe der PlanerInnen selbst sein und erst in zweiter Linie jene der Spezialfachleute wie z. B. BauphysikerInnen oder HaustechnikerInnen.

Die Beschreibung des Transmissionswärmeverlustes eines Bauteils ist nur bei Verwendung eines thermisch eindimensionalen Modells der Handrechnung zugänglich. Die Erfahrung mit diesen einfachen Berechnungsmethoden zeigte bei nicht oder nur wenig wärmegedämmten Gebäuden eine erstaunlich gute Übereinstimmung zwischen berechnetem „Bedarfs-Wert“ und gemessenen „Verbrauchs-Werten“, sofern bei der Flächenermittlung auf Außenmaße zurückgegriffen wurde. Mit steigendem Anspruch an die thermische Qualität des Gebäudes wird jedoch das Rechnen mit eindimensionalen Modellen zunehmend ungenauer. Grund für diesen Trend sind mehrdimensional ablaufende Wärmetransportvorgänge, deren Auswirkung auf die Transmissionswärmeverluste der gesamten Gebäudehülle mit besser werdender Wärmedämmung stark ansteigt. Bei Gebäuden, deren Wärmedämmung den heute gültigen Bauordnungen und Verordnungen entspricht, ist die eindimensionale Rechnung bereits so ungenau, daß die erforderliche Planungssicherheit nicht mehr gegeben ist. Bei Passivhäusern mit ihren extrem hohen Ansprüchen an die Planungssicherheit ist das Erfassen von mehrdimensional ablaufenden Wärmeleitungsvorgängen – eine Thematik, die gerne unter dem Schlagwort „Wärmebrücken“ zusammengefasst wird – zu einem zentralen Punkt der Bauplanung geworden.

Das Erfassen des thermischen Verhaltens von Wärmebrücken ist bei allen für die Baupraxis relevanten Fragestellungen nur mit dem Einsatz numerischer Methoden unter Zugriff auf so genannten „Wärmebrücken-Programme“ möglich. Obzwar mittlerweile eine Vielzahl solcher Programme existiert und am Markt angeboten wird, besteht die Problematik, daß die Handhabung der meisten dieser Programme für den Planer zu aufwendig ist. Aus diesem Grund werden Wärmebrückenberechnungen nach wie vor von Spezialfachleuten oder aber überhaupt nicht durchgeführt. Auch auf dem Gebiet der Planung von Passivhäusern findet eine planungsbegleitend durchgeführte rechnerische Optimierung der thermischen Eigenschaften von Bauteilanschlüssen nicht generell statt. Die Praxis, auf „passivhaustaugliche“ Komponenten zuzugreifen, bringt zwar die erforderliche Planungssicherheit mit sich. Die wünschenswerte Förderung innovativer Planungslösungen wird auf diese Weise jedoch nicht unterstützt.

Im Folgenden wird zunächst der wissenschaftliche Hintergrund und die normative Lage in Hinblick auf die Erfassung mehrdimensionaler Wärmeleitungsvorgänge kurz dargelegt und der derzeitige Stand der Technik bezüglich der angebotenen Wärmebrückenprogramme analysiert. Schließlich wird die Richtung einer gleichermaßen wünschenswerten wie auch notwendigen Weiterentwicklung auf dem Gebiet der thermischen Modellierung skizziert.

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Die obigen Artikel wurden mit der freundlichen Einwilligung von Klaus Kreč, Büro für Bauphysik, A-3562 Schönberg am Kamp, Veltlinerstr. 9, Österreich übernommen.

Siehe auch: Theoretische Grundlagen


 Wärmebrücken in 2D und 3D berechnen und untersuchen mit AnTherm®  

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2017-03-22 12:04 +0100