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3.3 Wärmeflussplatten für die Bauphysik
Grundlagen
Der Wärmedurchgang eines Bauteils ist durch komplexe Zusammenhänge gekennzeichnet und hängt u.a. von
den Wärmeleitfähigkeiten der verwendeten Materialien, ihren Schichtdicken, von der Bauteilgeometrie (ebene
Wand, zylindrisch gekrümmte Rohrwandung, etc.) sowie den Übergangsbedingungen an den Bauteiloberflächen
ab.
Wärmedurchgangskoeffizient (U)
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U) [U-Wert, früher k-Wert] beschreibt die Wärmemenge durch eine ein- oder
mehrlagige Materialschicht, welche in einer Sekunde durch eine Fläche von 1 m² fließt, wenn sich die beidseitig
anliegenden Lufttemperaturen stationär um 1 K unterscheiden.
Gegenüber dem Wärmedurchlasskoeffizienten (Λ) werden beim U-Wert die Übergangskoeffizienten (α
sprich die Intensitäten des Wärmeübergangs an den Grenzflächen innen und außen mit berücksichtigt.
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U) ist der Reziprokwert des Wärmedurchgangswiderstandes (R
sich aus der Summe der Wärmedurchlasswiderstände (R) der einzelnen hintereinander liegenden Bauteilschich-
ten sowie der Wärmeübergangswiderstände (R
Oberflächen zusammensetzt:
1
1
U =
=
R
(R
+ R + R
k
i
U
= Wärmedurchgangskoeffizient in [W/m
R
= gesamter Wärmedurchgangswiderstand in [m
k
R
= Wärmeübergangswiderstand auf der Innenseite des Bauteils in [m
i
R
= Wärmeübergangswiderstand auf der Außenseite des Bauteils in [m
a
R
= Wärmedurchlasswiderstand in [m
α
= Wärmeübergangskoeffizient innen in [W/m
i
α
= Wärmeübergangskoeffizient außen in [W/m
a
Λ
= Wärmedurchlasskoeffizient [W/m
Wärmedurchgangswiderstand
Wärmedurchlasswiderstand
Wärmeübergangswiderstand
Wärmedurchgangswiderstand
Wärmestromdichte (q)
Durch ein Außenbauteil, an dessen einer Seite Innenluft mit der Temperatur (T
Außenluft mit der Temperatur (T
q. Die Wärmestromdichte errechnet sich nach folgender Formel:
�� = ��(��
− ��
)
����
����
U
= Wärmedurchgangskoeffizient in [W/m
q
= Wärmestromdichte in [W/m
T
, T
= Temperatur Luft innen, Temperatur Luft außen in [°C]
Li
La
; R
i
a
1
=
( 1 α
+ 1
+ 1 α
)
)
a
Λ
i
a
2
K]
2
K/W] (der einzelnen Schichten)
2
K]
=
Wärmedurchlasswiderstände der einzelnen
Schichten + Wärmeübergangswiderstände
=
1 / Wärmedurchlasskoeffizient
=
1 / Wärmeübergangskoeffizient
=
1 / Wärmedurchgangskoeffizient
) angrenzt, fließt im Gleichgewichtszustand ein Wärmestrom mit der Dichte
La
2
]
) zu den umgebenden Schichten (Luft etc.) an den beiden
2
K/W]
2
K/W]
2
K/W]
2
K]
2
K]
2
K]
Wärmeflussplatten
), welcher
K
R
= R + R
+ R
k
i
a
R = 1 / Λ
R
= 1 / α
, R
= 1 / α
i
i
a
R
= 1 / U
k
) und an dessen anderer Seite
Li
; α
),
i
a
a
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