Wärmeübegantragung

Die Mechanismen des Wärmetransportes finden auf atomarer Ebene statt. Sie sind ein sehr umfangreiches Thema und für Bauherren auch nur noch eingeschränkt von Interesse. Deswegen sollen hier nur die wichtigsten Punkte erläutert werden.

Verluste und Gewinne von Wärme sind physikalisch identisch und nur eine Frage, wie eine Wärmebilanz aufgestellt wird. In der Bauphysik wird bei einer Abgabe von Wärme an die Umgebung immer von Verlusten gesprochen, bei einer Aufnahme von Wärme (z.B. durch Sonneneinstrahlung) immer von Wärmegewinnen.

Grunsätzlich kann Wärmetransport auf drei Mechnismen zurückgeführt werden und alle Wärmeströme in der Praxis sind eine Kombination dieser Mechanismen:

1. Wärmestrahlung

Wärmestrahlung ist elektromagnetische Strahlung. Besonders wichtig sind zwei Formen der Wärmestrahlung. Die kurzwellige Sonnenstrahlung, die einerseits auf die Gebäudehülle trifft und absorbiert wird, andererseits aber auch durch transparente Bauteile (Fenster und z.T. Türen) der Gebäudehülle hindurch tritt. Die langwellige Infrarotstrahlung, die von allen Körper in Abhängigkeit ihrer Temperatur abgestrahlt wird. Dabei stehen zwei Körper immer im Starhlungsaustausch. So nimmt ein Mauerziegel tagsüber zwar Wärme auf durch die Sonneneinstrahlung. Gleichzeitig gibt er auch Wärme ab durch die Abstrahlung von langwelliger Strahlung (Infrarot) aufgrund seiner Temperatur. Das Thema ist viel zu komplex, um direkte Berechnungen durchzuführen. Daher wird bei der Wärmebilanz eines Gebäudes nur der wichtigste Anteil, nämlich die Einstrahlung durch die transparenten Bauteil berücksichtigt. Dabei handelt es sich um einen Wärmegewinn.

2. Sofftransport - Konvektion

Konvektion findet durch Materietransport statt. Das ist in der Wärmebilanz der Luftaustausch über die Gebäudehülle. Der wichtigste Fall hierbei in unserer Klimazone ist der Austausch von warmer Innenluft mit kalter Außenluft. In der Bilanz wird dabei die Differenz des Wärmeinhaltes des kalten gegenüber des warmen Luftvolumens berechnet und als Wärmeverlust verbucht.

3. Wärmeleitung - Konduktion

Konduktion findet in Festkörpern statt. Der Wärmetransport findet durch Zusammenstöße von Atomen statt. Die Temperatur ist dabei ein Maß für die Bewegung der Teilchen. Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sich die Teilchen. Dabei geben die stärker bewegten Teilchen (warmer Bereich eines Festkörpers) durch Zusammenstöße mit der Zeit einen Teil ihrer Bewegungsenergie an weniger stark bewegte Teilchen ab (kälterer Bereich des Festkörpers). Es stellt sich also ein Wärmestrom von wärmeren zu kälteren Bereichen in einem Festkörper ein. Wird keine weitere Wärme zu- oder abgeführt, findet mit der Zeit ein Temperaturausgleich in dem Körper statt. Wichtig hierbei ist, dass Dämmstoffe im Vergleich zu anderen Baustoffen diesen Mechanismus durch weniger Zusammenstöße (z.B. durch einen porösen Aufbau) und eine geringere Neigung der Teilchen zu schwingen reduzieren.