basics:building_physics_-_basics:heat_transfer:thermal_bridges
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- | ===== Definition and effects of thermal bridges ===== | ||
- | ===== Thermal bridges ===== | ||
- | ===== Introduction ===== | ||
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- | Heat makes its way from the heated space towards the outside. | ||
- | |||
- | The effects of thermal bridges are: | ||
- | |||
- | * **Altered**, | ||
- | * **Altered**, | ||
- | \\ | ||
- | Both effects of thermal bridges can be avoided in Passive Houses: the interior surface temperatures are then so high everywhere that critical levels of moisture cannot occur any longer – and the additional heat losses become insignificant. | ||
- | |||
- | <WRAP center round box 60%> | ||
- | If the criteria for [[basics: | ||
- | [[grundlagen: | ||
- | </ | ||
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- | ===== Normative definition of thermal bridges ===== | ||
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- | In [DIN10211] (Thermal bridges in building construction – Heat flows and surface temperatures - Detailed calculations) there are numerical procedures relating to the calculation of thermal bridges. Here, a thermal bridge is defined as follows (Section 3.1.1): | ||
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- | <WRAP center round box 60%> | ||
- | //Thermal bridges which occur at every connection point between building components or at places where the the composition of the building structure changes, die im Allgemeinen an jeder Verbindungsstelle zwischen Bauteilen oder an Stellen auftreten, wo sich die Zusammensetzung der Baustruktur ändert, haben, verglichen mit wärmebrückenfreien Bauteilen, zwei Auswirkungen:// | ||
- | * //Änderung des Wärmestroms// | ||
- | * //Änderung der inneren Oberflächentemperatur// | ||
- | </ | ||
- | |||
- | Eine Übersicht erhält man, wenn zunächst die Vorgehensweise zur Bestimmung der Transmissionswärmeverluste $H_T$ der Gebäudehülle betrachtet wird. In folgender Gleichung der Norm DIN 14683 (Kapitel 4.2) wird unterschieden zwischen eindimensionalen, | ||
- | <WRAP center 60%> | ||
- | < | ||
- | $$H_{T} = \underbrace{\sum_{i}A_{i}U_{i}}_{1d}+\underbrace{\sum_{k}l_{k}\varPsi_{k}}_{2d}+\underbrace{\sum_{j}\chi_{j}}_{3d}$$ | ||
- | \begin{tabular}{ll} | ||
- | Mit & \\ | ||
- | $A_{i}$ & die Fläche der Bauteile, in m^2\\ | ||
- | $U_{i}$ & der Wärmedurchgangskoeffizient von Bauteil $i$ der Gebäudehülle, | ||
- | $ l_{k} $ & die Länge der linienförmigen Wärmebrücke $k$, in m \\ | ||
- | $ \varPsi_{k} $ & der Wärmedurchgangskoeffizient der linienförmigen Wärmebrücke $k$, in W/(m\cdot K) \\ | ||
- | $ \chi_{j} $ & der Wärmedurchgangskoeffizient der punktförmigen Wärmebrücke $j$, in W/K \\ | ||
- | \end{tabular} | ||
- | </ | ||
- | </ | ||
- | |||
- | Den größten Anteil am Gesamtwärmestrom besitzen die ebenen Regelbauteile wie zum Beispiel die Dachflächen und Außenwände. Bei ihnen kann der Wärmedurchgang mit guter Näherung als eindimensional angesehen werden. Der Grund dafür ist, dass in ihnen quasi keine Querwärmeströme auftreten, bedingt durch ihren homogenen Schichtaufbau. Der Wärmedurchgangskoeffizient ist in der Norm [DIN6946] definiert und kann mit geringem Aufwand mit folgender altbekannten Gleichung berechnet werden: | ||
- | <WRAP center 60%> | ||
- | < | ||
- | $$U=\dfrac{1}{R}=\dfrac{1}{R_{si}+\frac{d_{0}}{\lambda_{0}}+\frac{d_{1}}{\lambda_{1}}+\dots+\frac{d_{n}}{\lambda_{n}}+R_{se}} $$ | ||
- | |||
- | \begin{tabular}{ll} | ||
- | Mit & \\ | ||
- | $R_{si}$ & der innere Wärmeübergangswiderstand, | ||
- | $d_{n}$ & die Dicke der $n$-ten Bauteilschicht, | ||
- | $\lambda_{n}$ & der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit den $n$-ten Schicht, in W/(m\cdot K) \\ | ||
- | $R_{se}$ & der äußere Wärmeübergangswiderstand, | ||
- | \end{tabular}\\ | ||
- | </ | ||
- | </ | ||
- | |||
- | Der zwei- und dreidimensionale Wärmestromanteil der Gebäudehülle wird durch Wärmebrücken ausgedrückt. Sie sind definiert durch eine geometrische, | ||
- | |||
- | [{{ : | ||
- | |||
- | ===== Auswirkungen ===== | ||
- | |||
- | ====Zusätzliche Wärmeverluste ==== | ||
- | |||
- | Die Auswirkungen von Wärmebrücken auf die Energiebilanz, | ||
- | |||
- | - pauschal über Wärmebrückenzuschlag $ \Delta U_{bw} = 0,10 \quad W/(m^2\cdot K)$ (EnEV) | ||
- | - reduzierter Wärmebrückenzuschlag $ \Delta U_{bw} = 0,05 \quad W/(m^2\cdot K)$ (DIN 4108 Beiblatt 2) | ||
- | - Ψ-Wert aus Wärmebrückenkatalogen z.B. (DIN EN ISO 14683) | ||
- | - Ψ -Werte aus Berechnung aus (DIN EN ISO 10211) | ||
- | - keine Berücksichtigung im Falle der [[grundlagen: | ||
- | |||
- | Der tatsächliche Anteil der Wärmebrücken an den Transmissionswärmeverlusten der Gebäudehülle kann im Grunde nur angegeben werden, wenn die Ψ -Werte für ein konkretes Gebäude berechnet werden. Es wird davon ausgegangen, | ||
- | |||
- | Eine allgemein gültige Angabe, wie groß die tatsächlichen Wärmeverluste durch Wärmebrücken sind, ist allerdings nicht möglich. Dazu sind sie in ihrer Art und Anzahl zu individuell, | ||
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- | ====Auswirkung auf die Baukonstruktion ==== | ||
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- | [{{ : | ||
- | Im Unterschied zu ebenen Bauteilen, kommt es an Wärmebrücken zu einer Änderung der Wärmestromdichte und damit meist zu einer lokalen Senkung der raumseitigen Oberflächentemperatur. Dieser Effekt wird begünstigt, | ||
- | |||
- | Das anfallende Tauwasser kann durch Kapillarwirkung der Baustoffe weiter in die Konstruktion eindringen, die Wärmeleitfähigkeit weiter erhöhen und damit durch weitere Auffeuchtung das Bauteil regelrecht durchnässen. Feuchteschäden an der Baukonstruktion und Schimmelpilzwachstum sind anschließend nicht mehr zu verhindern. Große Schäden gehen jedoch einher, mit generellen Fehlern bei der Planung, Ausführung und Nutzung von Gebäuden und sind kein reines Problem von Wärmebrücken. Sie sind jedoch Keimzellen, an denen es zuerst zu Problemen kommt. Das Risiko von Schimmelpilz im Innenbereich von Wärmbrücken und den damit möglichen toxischen Wirkungen auf den Menschen, muss nichtsdestotrotz gesondert betrachtet werden. Vor allem da Schimmelpilzwachstum bereits oberhalb der Taupunkttemperatur, | ||
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- | ====Anforderungen ==== | ||
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- | Anforderungen | ||
- | Die aktuellen Regeln der Technik (DIN 4108-2), schließen das Risiko von Schimmelpilz im Bereich von Wärmebrücken aus, wenn die minimalen Oberflächentemperaturen unter den vorgestellten stationären Randbedingungen nicht mehr als 12,6 °C betragen. Dies entspricht einem $f_{Rsi}$-Faktor von 0,7 : | ||
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- | <WRAP center 60%> | ||
- | < | ||
- | f_{Rsi, | ||
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- | Je höher der $f_{Rsi}$-Faktor ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit von Schimmelbefall. Bei [[zertifizierung: | ||
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- | f_{Rsi, | ||
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- | ===== Siehe auch ===== | ||
- | * [[grundlagen: | ||
- | * [[grundlagen: | ||
- | * [[basics: | ||
- | |||
- | \\ | ||
- | |{{ : | ||
- | |//**This illustration shows a completely thermal bridge free building envelope, | ||
- | \\ as implemented in the " | ||
- | \\ Kronsberg by the architects Grenz and Rasch of Büro Faktor 10.\\ | ||
- | __Literature: | ||
- | \\ Development in Hannover Kronsberg", | ||
- | \\ charge from [[http:// | ||
- | (Literature -> Brief reports and technical literature about the Passive | ||
- | \\ House -> Final Reports: Climate-neutral Passive House Development | ||
- | \\ in Hannover-Kronsberg)**// | ||
- | \\ | ||
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basics/building_physics_-_basics/heat_transfer/thermal_bridges.1467711895.txt.gz · Last modified: 2016/07/05 11:44 by sahmed