Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der...

27
Wärmebrücken Wärmebrücken erkennen, berechnen, bewerten, optimieren Dipl. Ing. FH Philipp Park Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 1 Inhalt 1. Grundlagen 2. Normung 3. Wärmebrückenberechnung 4. Softwareanwendung - Praxisübung Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 2

Transcript of Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der...

Page 1: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

WärmebrückenWärmebrückenerkennen, berechnen, bewerten, optimieren

Dipl. Ing. FH Philipp Park

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 1

Inhalt

1. Grundlagen

2. Normung

3. Wärmebrückenberechnung

4. Softwareanwendung - Praxisübung

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 2

Page 2: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Benötigte Unterlagen:

•DIN 4108-2:2003-07 „Wärmeschutz im Hochbau“•Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-08 „Wärmebrückenkatalog“•DIN EN ISO 6946:2008-04 „U-Wertberechnung“•DIN EN 12524:2000 06 Baustoffdaten“•DIN EN 12524:2000-06 „Baustoffdaten•DIN V 4108-4:2007-06 „Baustoffdaten“•DIN EN ISO 10211-1:2008-04 „Wärmebrückenberechnung“

•Taschenrechner, Schreibzeug

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 3

Definition Wärmebrücke

Bereich eines Außenbauteiles bzw. einer Konstruktion in d i höht E i bfl li tder ein erhöhter Energieabfluss vorliegt

Geometrische Wärmebrückez B Außenecke – linienförmige Wärmebrückez.B. Außenecke linienförmige Wärmebrücke(erhöhter Energieabfluss außen – geringerer Energieeintrag innen)

(2 x linienförmige WB = Punktförmige WB)

Konstruktive Wärmebrückez.B. Befestigungselemente – punktförmige WB

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 4

Page 3: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Wärmebrücken

Feuchteschutz Reduzierung der TransmissionswärmeverlusteTransmissionswärmeverluste

Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3

Kritische Oberflächentemperat r 12 6° C

Einhaltung Beiblatt 2 zu DIN 4108

Psi-Werte kleiner den Vorgaben desKritische Oberflächentemperatur 12,6° C

Taupunkttemperatur 9,3 ° C

Temperaturfaktor fRsi

Psi Werte kleiner den Vorgaben des Beiblattes 2 zu DIN 4108

(Psi) in W/(mK) Länge WB

(Chi) i W/k A hl d WBp Rsi

fRsi größer gleich 0,70

Rsi 0,25, Rse 0,04

(Chi) in W/k Anzahl n der WB

HT = U x A x Fx [W/K]

Ziel:

Sichere Vermeidung von

T x [ ]

HWB = UWB x A oder

HWB = x l + x nSichere Vermeidung von Schimmelpilzbildung -Gesundheitsschutz

Ziel:

Reduzierung der Transmissionswärmeverluste

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 5

Einhaltung Passivhausstandard

Historischer Hintergrund

DIN 4108-2 Mindestwärmeschutz – 1952 und 1969

Schutzziel:

Gesundheit der BewohnerGesundheit der Bewohner

(Schimmelpilz – Behaglichkeit)

Schutz der Bausubstanz vorSchutz der Bausubstanz vor Bauschäden – Frostschäden –Feuchteschäden.

Quelle DIN 4108:1969-08

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 6

Page 4: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Mindestwärmeschutz nach den anerkannten Regeln der Technik, siehe DIN 4108-2:2003-7 – „Wärmeschutz und Energieeinsparung in g p gGebäuden – Teil 2 – Mindestanforderungen an den Wärmeschutz“

Siehe insbesondere Tabelle 3 der DIN 4108-2

Der Mindestwärmeschutz gem. DIN 4108-2 ist zu erfüllen!

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 7

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 8

Quelle DIN 4108-2:2003-07

Page 5: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Mindestwärmeschutz DIN 4108-2

Tab. 3

Wärmedurchlasswiderstand R für Außenbauteile z.B. mind. 1,2 m² K / W

R = d [m] / [W/K]

Somit muss z B eine 30 cm starke Mauer mindestensSomit muss z. B. eine 30 cm starke Mauer mindestenseine Wärmeleitfähigkeit von kleiner gleich 0,25 W/(mK) aufweisen!

0,3 m / 1,2 (m²K) / W = 0,25 W/(mK)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 9

( ) ( )

Wärmebrücken – anerkannte Regle der Technikg

DIN 4108-2, Abschnitt 6 - „Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Bereich von Wärmebrücken“

Mindestanforderung Oberflächentemperatur θsi ≥ 12,6°C um Feuchteschäden zu vermeiden

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 10

Quelle DIN 4108-2:2003-07

Page 6: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Kritische Oberflächentemperatur θsi ≥ 12,6°C

θ = Thetaθ Theta

si = surface interior

Normklima DIN 4108 2Normklima DIN 4108-2

20°C und 50% relative Luftfeuchtigkeit

S it ibt i h i T ktt t 9 3°CSomit ergibt sich eine Taupunkttemperatur von 9,3°C

(Kondensationspunkt)

Bei 12,6 °C liegt eine relative Luftfeuchtigkeit von 80% vor

(Schimmelpilzwachstum möglich)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 11

Mindestwärmeschutz DIN 4108-2

Abschnitt 6

Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Bereich von Wärmebrücken

Temperaturrandbedingungen:

Innentemperatur von 20°C, Relative Feuchtigkeit von 50%

Außentemperatur von – 5°C

Übergangswiderstände (abweichend von U-Wertberechnung!)

innen – Rsi 0,25 m²/(KW) – beheizte Räume

innen – Rsi 0,17 m²/(KW) – unbeheizte Räume

Fensterrahmen innen – R 0 13 m²/(KW) – siehe DIN EN ISO 13788Fensterrahmen innen – Rsi,Fenster 0,13 m /(KW) – siehe DIN EN ISO 13788

Außen – Rse 0,04 m²/KW)

R R i t f i i t i t i

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 12

R = Resistance – s = surface – i = interior – e = exterior

Page 7: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Mindestwärmeschutz DIN 4108-2

Abschnitt 6

Anforderung Temperaturfaktor fRsi

fRsi größer gleich 0 70fRsi größer gleich 0,70

)( if)(

)(

ei

esiRsif

700))5(6,12( CCf 70,0))5(20())5(6,12( CC

CCRsif

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 13

Vermeidung von erhöhten Transmissionswärmeverlusten

Wärmebrücken – Regle der Technikg

Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Wärmbrückenkatalog“„Wärmbrückenkatalog

Quelle Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 14

Quelle Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Page 8: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Wärmebrücken – Regel der Technik

Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Abschnitt 3.5 – Gleichwertigkeitsnachweis* – ΔUWB = 0,05 W/(m²K)

*energetische Gleichwertigkeit!!

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 15

energetische Gleichwertigkeit!!Quelle Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Wärmebrücken – Regel der Technik

Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006 03Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Abschnitt 4 – „vernachlässigbare Details“

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 16

Quelle Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-03

Page 9: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Vermeidung von erhöhten Transmissionswärmeverlusten

Einfluss HWB – energetische Bilanzierung gem. EnEVWB

Berücksichtigung der Wärmebrücken bei der Ermittlung des spezifischen … Transmissionswärmeverlustes HT‘ und des Primärenergieaufwandes Qp bei gem EnEVgem. EnEV.

Wärmebrücken sind auf eine der folgend genannten Arten zu berücksichtigen (Mischformen nicht zulässig!):

• Durch Erhöhung des Wärmedurchgangskoeffizienten um ΔUWB = 0,10 W/(m²K) - (HWB = UWB x A )WB , ( ) ( WB WB )

• Durch Erhöhung des Wärmedurchgangskoeffizienten um ΔUWB = 0,05 W/(m²K) bei konsequenter Anwendung derPlanungsbeispiele gem Beiblatt 2 zu DIN 4108Planungsbeispiele gem. Beiblatt 2 zu DIN 4108

• Durch genauen Nachweis der Wärmebrücken nach DIN V 4108-6:2003-06 - (HWB = x l + x n)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 17

Berechnung UWB aus HWB = x l + x n

Rückwärtige Betrachtung

Wenn eine detaillierte Berechnung durchgeführt wurde

(Übungsaufgabe!) kann auf UWB wie folgt zurückgerechnet werden:

A

lΔUWB

[W/(mk)]kenWärmebrücderenverlustWärmebrück

[W/(m²K)] enzuschlagWärmebrückΔUA

WB

[ ²]lflä hG bä d hülA

ke Wärmebrücder Länge l

[W/(mk)] ken WärmebrücderenverlustWärmebrück

[m²]lflächeGebäudehül A

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 18

Page 10: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Vermeidung von erhöhten Transmissionswärmeverlusten

Gemäß DIN V 4108-6:2003-06 sind folgende Wärmebrücken für den Nachweis EnEV zu berücksichtigen (Abschnitt 5.5.2.2)

• GebäudekanntenGebäudekannten

• Bei Fenstern und Türen – Laibungen umlaufend

• Wand- und DeckeneinbindungenWand und Deckeneinbindungen

• Deckenauflager

• Wärmtechnisch entkoppelte Balkonplattenpp p

Die vorgenannten Wärmebrücken werden durch den Zuschlag UWBWB

berücksichtigt. Somit gem. EnEV derzeit nur linienförmige Wärmebrücken.

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 19

Vermeidung von erhöhten Transmissionswärmeverlusten

Einfluss HWB – energetische Bilanzierung gem. EnEV

16 und 14 Gleichung

06-2003:6-4108 V DIN nach Berechnung

Beispiel – Flachdach

U-Flachdach 0,20 W/(m²K)i

iWBiii,xT

iWBiii,xT

AU)AUF(H

H)AUF(H

, ( )

ΔUWB = 0,10 W/(m²K)

U+UWB“ = 0 30 W/(m²K) W

KW

KW

Flachdach,T

K²mW

K²mW

Flachdach,T

i

15H

5101H

²m5010,0²m5020,01H

„U+UWB 0,30 W/(m K)KW

Flachdach,T 15H

Der Transmissionswärmeverlust über das Flachdach erhöht sichaufgrund des „Wärmebrückenzuschlages“ um 50%!

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 20

Page 11: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Vermeidung von erhöhten Transmissionswärmeverlusten

Planungsgrundsätze gem. PHPP (PassivhausProjektierungsPaket)

Mindestanforderungen für den Passivhausstandard

Dämmschichten sind so zuDämmschichten sind so zu planen, dass die gesamte Außenhülle ohne Absetzen vollständig mit einem Stiftvollständig mit einem Stift der Mindest-Dämmdicke (bei Passivhaus ca. 25 cm) innerhalb derinnerhalb der Dämmschichten umfahren werden kann

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 21

Vermeidung von erhöhten Transmissionswärmeverlusten

Planungsgrundsätze gem. PHPP (PassivhausProjektierungsPaket)

Mindestanforderungen für den Passivhausstandard

Es sind wärmebrückenfreie Konstruktionen zu wählen

Wärmebrückenfrei gem. PHPP

0 01 W/(mK) 0,01 W/(mK)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 22

Page 12: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211 - Wärmebrückenberechnung

Berechnung der Oberflächentemperatur – Modelleingabe

Theoretische Grundlagen zur detaillierten Wärmebrückenberechnung itt l fi it El t M th d FEMmittels finiter Element Methode – FEM

Mit d FE M th d kö P bl hi d h ik li hMit der FE-Methode können Probleme aus verschiedenen physikalischen Disziplinen berechnet werden, da es sich grundsätzlich um ein numerisches Verfahren zur Lösung von Differenzialgleichungen handelt. Zunächst wird das Berechnungsgebiet in eine beliebig große Anzahl von Elementen unterteiltBerechnungsgebiet in eine beliebig große Anzahl von Elementen unterteilt. Diese Elemente sind „endlich" (finit) und nicht unendlich (infinit) klein. Das Aufteilen des Gebiets in eine bestimmte Anzahl Elemente finiter Größe, die sich mit einer endlichen Zahl von Parametern beschreiben lassen gab dersich mit einer endlichen Zahl von Parametern beschreiben lassen, gab der Methode den Namen „Finite-Elemente-Methode

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 23

DIN EN ISO 10211 - Wärmebrückenberechnung

Berechnung der Oberflächentemperatur – Modelleingabe

Theoretische Grundlagen zur detaillierten Wärmebrückenberechnung itt l fi it El t M th d FEMmittels finiter Element Methode – FEM

P ti ll Diff ti l l i h F i Gl i hPartielle Differntialgleichung – Fourier-Gleichung

Zeit- und ortsabhängiger Wärmestrom – dreidimensional – abhängig von der Wärmeleitfähigkeit, der spezifischen Wärmekapazität und der Rohdichteg , p p

TctxI

T3

t

ct,xIxx1i i

ii

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 24

Page 13: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211 - Wärmebrückenberechnung

Berechnung der Oberflächentemperatur – Modelleingabe

Theoretische Grundlagen zur detaillierten Wärmebrückenberechnung itt l fi it El t M th d FEMmittels finiter Element Methode – FEM

V hVorgehen:

Zwei- oder dreidimensionale Geometrieeingabe erforderlich

Zuweisung von Materialeigenschaften (Wärmeleitfähigkeit Rohdichte Wärmekapazität)Zuweisung von Materialeigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Rohdichte, Wärmekapazität)

Zuweisung von Temperaturrandbedingungen (Temperatur, Übergangswiderstand)

Zuweisung eines Berechnungsgitters – Netz – Gitter

Zuweisung einer Berechnungsgenauigkeit

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 25

DIN EN ISO 10211

B h d Ob flä h M d ll i bBerechnung der Oberflächentemperatur - Modelleingabe

Abstandskriterium – mindestens 1m zum zentralen Element

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 26

Page 14: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur - Modelleingabe

Abstandskriterium – mindestens 1m zum zentralen Element

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 27

DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur - Modelleingabe

Abstandskriterium – erdberührender Bauteile

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 28

Page 15: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211-2

Berechnung der Oberflächentemperatur ModelleingabeBerechnung der Oberflächentemperatur - Modelleingabe

Abstandskriterium – erdberührender Bauteile

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 29

DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur - Modelleingabeg p g

Hilfslinien – Abstand Berechnungsnetz Finite Element Methode

im zentralen Bereich 25 mm!

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 30

Page 16: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur – des Wärmestromes

Randbedingungen – Übergangswiderstände

Wärmestrom gem. DIN EN ISO 6946 – U-Wertberechnung

Oberflächentemperatur gem. DIN EN ISO 13788 oder gem.

Nationalen Vorgaben z B DIN 4108 2 Abschnitt 6Nationalen Vorgaben – z. B. DIN 4108-2, Abschnitt 6

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 31

DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur – des Wärmestromes

Randbedingungen – Übergangswiderstände

Wärmestrom gem. DIN EN ISO 6946 – U-Wertberechnung

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 32

Quelle: DIN EN ISO 6946

Page 17: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur – des Wärmestromes

Randbedingungen – Übergangswiderstände

Oberflächentemperatur gem. DIN EN ISO 13788 oder gem.

Nationalen Vorgaben – z. B. DIN 4108-2, Abschnitt 6

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 33

Quelle: DIN EN ISO 13788

DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur des WärmestromesBerechnung der Oberflächentemperatur – des Wärmestromes

Randbedingungen - Temperaturen

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 34

Page 18: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Sonderfall 3 Temperaturrandbedingungen

z. B. Außenluft – Innenluft - Unbeheizt

DIN 4108 – Beiblatt 2 zu DIN 4108

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 35

Sonderfall 3 Temperaturrandbedingungen

z. B. Außenluft – Innenluft - Unbeheizt

DIN 4108 – Beiblatt 2 zu DIN 4108

Berechnung der Kellertemperatur in AbhängigkeitBerechnung der Kellertemperatur in Abhängigkeit des gewählten Fx-Wertes im Nachweis –Bilanzierung – EnEV (Temperaturkorrekturfaktor)

Fx z. B. 0,50 oder 0,70 dann:

)( )(

)(f

ei

eKellerx

C7,5C5C)5C(20x 0,5

)(f Kellereeix

C12,5C5C)5C(20x 0,7

)(

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 36

Page 19: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Sonderfall 3 Temperaturrandbedingungen

z. B. Außenluft – Innenluft - Unbeheizt

Passivhausplanung

Fx – PHPP = 0,5

20°C – 10°C – 0°C20 C 10 C 0 C

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 37

DIN EN ISO 10211DIN EN ISO 10211

Berechnung der Oberflächentemperatur

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 38

Page 20: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

DIN EN ISO 10211-1DIN EN ISO 10211 1

Wärmebrückenverlustkoeffizient

Längenbezogen (Psi) [W/(mK)]- Längenbezogen (Psi) [W/(mK)]

- Punktbezogen (Chi) [W/K]

f B t ht !- auf Bezugssystem achten ! Innenmaß oder Außenmaß!

- psi außen = 0,5644W/(m²K) x 2,0m = 1,1288 W/(mK) – 2,0 x 0,729 W/(mK) = -0,3292

psi innen = 0 8063 W/(m²K) x 1 4m = 1 1288 W/(mK) 1 4 x 0 729 W/(mK) = +0 1088- psi innen = 0,8063 W/(m²K) x 1,4m = 1,1288 W/(mK) – 1,4 x 0,729 W/(mK) = +0,1088

- U-Wert ungestört 0,729 W/(m²K)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 39

Bezugsystem – Außenmaß - Innenmaß

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 40

Page 21: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Bezugsystem – Außenmaß - Innenmaß

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 41

Bezugsystem – Außenmaß - Innenmaß

Beispiel - Würfel 1m³ Beispiel - Würfel 0,64 m³

Außenmaß 1 x 1 x 1 m³ Innenmaß 0,4 x 0,4 x 0,4 m³

Oberfläche 6 m² Oberläche 0 96 m²Oberfläche 6 m Oberläche 0,96 mKantenlänge 12 m Kantenlänge 4,8 m

Chi -0,7907410 W/K Chi 0,3260473 W/KChi - Psi 0,2024210 W/K Chi - Psi 0,1015527 W/KPsi -0,3310540 W/(mK) Psi 0,1069022 W/(mK)U-Wert 0,7299270 W/(m²K) U-Wert 0,7299270 W/(m²K)

Anteiliger spezifischer Wärmeverlust H (W/K)

Anteiliger spezifischer Wärmeverlust H (W/K)

Anteile: Anteile:U-Wert 4,38 W/K U-Wert 0,70 W/KPsi -3,97 W/K Psi 0,51 W/KChi 1,62 W/K Chi 0,81 W/K

HT (W/K) HT (W/K)

Gesamtbilanz: 2,03 W/K Gesamtbilanz: 2,03 W/K

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 42

Page 22: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Bezugsystem – Außenmaß – Innenmaßohne Chi

Durchdringung - ohne Chi

Außenmaß 1 x 1 x 1 m³ Innenmaß 0,4 x 0,4 x 1,0 m³

Ob flä h 4 ² Ob lä h 1 6 ²Oberfläche 4 m² Oberläche 1,6 m²Kantenlänge 4 m Kantenlänge 4 m

Chi -0,7907410 W/K Chi 0,3260473 W/KChi - Psi 0,2024210 W/K Chi - Psi 0,1015527 W/K, ,Psi -0,3310540 W/(mK) Psi 0,1069022 W/(mK)U-Wert 0,7299270 W/(m²K) U-Wert 0,7299270 W/(m²K)

Anteiliger spezifischer Wärmeverlust Anteiliger spezifischer Wärmeverlust

Anteile: Anteile:U-Wert 2,92 W/K U-Wert 1,17 W/KPsi -1,32 W/K Psi 0,43 W/KChi W/K Chi W/K

HT (W/K) HT (W/K)

Gesamtbilanz: 1,60 W/K Gesamtbilanz: 1,60 W/K

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 43

Beispiel –Psi Fensteranschluss

36,5 cm UNIPOR WS 12 CORISO

RD 800 kg/m³, = 0,12 W/(mK)

F tFenster - 70 mm - = 0,13 W/(mK)

Variante 1 - Position Mitte

Variante 2 - Position Innen (rot)

Fenster

U-Wert Wand = 0,311 W/(m²K)

U-Wert Fenster = 1,411 W/(m²K)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 44

Page 23: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Beispiel –Psi Fensteranschluss

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 45

Beispiel – Psi Fensteranschluss

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 46

Page 24: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Beispiel – Psi Fensteranschluss

Fenster

24 cm MZ RD 1.2 - = 0,50 W/(mK)

10 cm WDVS - WLG 040

Fenster - 70 mm - = 0,13 W/(mK)

Variante 1 - ohne Überdämmung

Variante 2 - mit 30 mm Überdämmung (rot)

U-Wert Wand = 0,321 W/(m²K)

U-Wert Fenster = 1,411 W/(m²K)

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 47

Beispiel – Psi Fensteranschluss

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 48

Page 25: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Beispiel – Psi Fensteranschluss

Variante 1 Variante 2 gem. Beiblatt 2

W/(m²K) Länge [m] W/(mK) W/(m²K) Länge [m] W/(mK)0,8451 2,1700 1,8339 0,8109 2,1700 1,75970,8733 2,1000 1,8339 0,8379 2,1000 1,7596

U-Wert Wand 0,317 W/(m²K) U-Wert Wand 0,317 W/(m²K)U-Wert Fenster 1,412 W/(m²K) U-Wert Fenster 1,412 W/(m²K)

Psi 0,1049 Psi 0,0307

mit WB 2,78 W/K mit WB 2,49 W/Kspezifischer Wärmeverlust spezifischer Wärmeverlust

, ,ohne WB 2,36 W/K ohne WB 2,36 W/KZuschlag 15 % Zuschlag 5 %

nach EnEV UWB 0,1 nach EnEV UWB 0,05

=U x A + 0,1 x A =U x A + 0,05 x A2,76 W/K 2,56 W/K

Zuschlag 14 % Zuschlag 8 %

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 49

Mindestwärmeschutz DIN 4108-2

Berechnung der Oberflächentemperaturg p

Raumecke mittels finite Element Methode

Anwendung der Software Therm – 15 8°C (fRsi 1D = 0 832)Anwendung der Software Therm 15,8 C (fRsi,1D 0,832)

Ecke 12,3°C (fRsi,2D = 0,692)

Vereinfachtes Verfahren zur Abschätzung der Oberflächentemperatur linienförmiger Wärmebrücken gem. DIN EN ISO 100211 – Anhang Ag g g

fRsi,3D = 0,517

somit 7 9°C !!somit 7,9 C !!

(Heat 9,2°C) !!

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 50

Page 26: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

Mindestwärmeschutz DIN 4108-2

Berechnung der Oberflächentemperaturg p

Raumecke mittels finite Element Methode

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 51

Fachliteratur - Passivhausplanung

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 52

Page 27: Wärmebrücken 110328.ppt [Kompatibilitätsmodus] · Wärmebrücken Feuchteschutz Reduzierung der Transmissionswärmeverluste Einhaltung DIN 4108-2, Tab. 3 Kritische Oberflächentemperat

EndeEnde

Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Rückfragen – Anmerkungen an:

Modul 6.2 – Ökologie II – SS 2011 – Philipp Park – ig-bauphysik GmbH & Co. KG Seite 53