Wärmeschutz: Wärmeübertragung und U-Wert

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Questions and Answers

Welche der folgenden Optionen beschreibt am besten das Hauptziel des Wärmeschutzes in Gebäuden?

  • Maximierung des Energieverbrauchs für Heizung und Kühlung.
  • Das Gebäude ausschließlich im Sommer vor Überhitzung zu schützen.
  • Schutz der Baukonstruktion vor Schäden durch Temperatureinflüsse und Feuchtigkeit. (correct)
  • Die Heizkosten zu erhöhen, um den Wert der Immobilie zu steigern.

Welche Aussage beschreibt am besten die Auswirkungen einer hohen Wärmespeicherfähigkeit eines Bauteils auf das Raumklima?

  • Direkte Reduzierung der Heizkosten, unabhängig von den äußeren Witterungsbedingungen.
  • Erhöhung der Luftfeuchtigkeit im Raum, was zu einer besseren thermischen Behaglichkeit führt.
  • Schnelle Aufheizung des Raumes bei Sonneneinstrahlung und schnelle Auskühlung bei Wegfall der Wärmequelle.
  • Verlangsamung von Temperaturschwankungen im Raum und Stabilisierung der Raumtemperatur. (correct)

Was ist der U-Wert eines Bauteils?

  • Ein Maß für die Oberflächentemperatur eines Bauteils.
  • Ein Maß für den Wärmeverlust durch ein Bauteil pro Quadratmeter und Kelvin Temperaturunterschied. (correct)
  • Ein Maß für die Fähigkeit eines Bauteils, Wärme zu speichern.
  • Ein Maß für die Menge an Sonnenenergie, die ein Bauteil absorbieren kann.

Welche der folgenden Faktoren beeinflussen den U-Wert eines Bauteils nicht?

<p>Die Farbe der Außenwand. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen freier und erzwungener Konvektion bei der Wärmeübertragung?

<p>Freie Konvektion benötigt keine äußere Energiequelle, während erzwungene Konvektion eine solche benötigt. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Maßnahmen ist am effektivsten, um den sommerlichen Wärmeschutz eines Gebäudes zu verbessern?

<p>Anbringen von außenliegenden Sonnenschutzvorrichtungen wie Jalousien oder Rollläden. (A)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter dem Begriff 'thermische Behaglichkeit'?

<p>Ein Zustand, in dem sich eine Mehrheit der Personen in einem Raum thermisch neutral fühlt. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen ist korrekt bezüglich der Wärmeübertragung durch Strahlung?

<p>Strahlungswärme ist eine Form der Wärmeübertragung, die auch ohne Materie auskommt. (A)</p> Signup and view all the answers

Warum ist es wichtig, den Neigungswinkel transparenter Außenbauteile (z.B. Fenster) bei der Planung des sommerlichen Wärmeschutzes zu berücksichtigen?

<p>Der Neigungswinkel beeinflusst die Menge der direkten Sonneneinstrahlung, die in das Gebäude gelangt. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptunterschied zwischen dem vereinfachten Nachweis und einer dynamisch-thermischen Simulation gemäß § 14 GEG für den sommerlichen Wärmeschutz?

<p>Die Simulation erlaubt eine genauere Abbildung des tatsächlichen Temperaturverlaufs im Gebäude über die Zeit. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage trifft am ehesten auf die in DIN EN ISO 7730 beschriebenen Berechnungsmethoden zur thermischen Behaglichkeit zu?

<p>Sie berücksichtigen Faktoren wie Lufttemperatur, Strahlungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Maßnahmen trägt am wenigsten zur Reduzierung des Transmissionswärmeverlusts eines Gebäudes bei?

<p>Die Installation einer Fußbodenheizung. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage zum Thema Wärmeübertragung ist korrekt?

<p>Wärmeübertragung durch Strahlung benötigt kein Medium. (D)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter dem Begriff 'Wärmebrücke' im Bauwesen?

<p>Eine Unterbrechung der Dämmschicht, die zu erhöhtem Wärmeverlust führt. (D)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Faktoren hat den größten Einfluss auf die Höhe der Heizkosten in einem Wohngebäude?

<p>Der U-Wert der Außenwände und des Daches. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie wirkt sich eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in einem Raum typischerweise auf die thermische Behaglichkeit aus?

<p>Sie kann bei hohen Temperaturen als unangenehm empfunden werden, da die Schweißverdunstung behindert wird. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Funktion eines Sonnenschutzglases?

<p>Es reduziert die Menge an Sonnenenergie, die in den Raum gelangt. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Ausrichtung eines Gebäudes die Notwendigkeit von Maßnahmen zum sommerlichen Wärmeschutz?

<p>Eine Ausrichtung nach Norden erfordert in der Regel weniger Maßnahmen als eine Ausrichtung nach Süden oder Westen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden natürlichen Sonnenschutzmethoden ist am wirksamsten, um direkte Sonneneinstrahlung auf eine südseitige Fassade zu reduzieren?

<p>Dachüberstände. (C)</p> Signup and view all the answers

Warum ist es wichtig, bei der Planung von Wärmeschutzmaßnahmen auch die Art und Intensität der Raumlüftung zu berücksichtigen?

<p>Eine hohe Lüftungsrate kann den Effekt von Dämmmaßnahmen reduzieren, insbesondere im Winter. (B)</p> Signup and view all the answers

Ein Gebäude hat eine Außenwandfläche von 100 m² und einen U-Wert von 0,5 W/(m²·K). Der Temperaturunterschied zwischen innen und außen beträgt 20 K. Wie hoch ist der Transmissionswärmeverlust durch diese Wand?

<p>1000 Watt (B)</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet ein niedriger Abminderungsfaktor (Fc) bei Sonnenschutzvorrichtungen im Zusammenhang mit dem sommerlichen Wärmeschutz?

<p>Die Sonnenschutzvorrichtung reduziert die Wärmeeintrag in den Raum effektiver. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten, wie die Wärmeleitfähigkeit eines Materials den U-Wert eines Bauteils beeinflusst?

<p>Je niedriger die Wärmeleitfähigkeit, desto niedriger der U-Wert. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist die primäre Auswirkung von Wärmebrücken in der Gebäudehülle auf den Energieverbrauch?

<p>Sie erhöhen den Energieverbrauch, da Wärme schneller entweicht. (A)</p> Signup and view all the answers

Warum ist es wichtig, bei der Auswahl von Baumaterialien auf deren Wärmespeicherfähigkeit zu achten?

<p>Materialien mit hoher Wärmespeicherfähigkeit reduzieren die Heizkosten im Winter und sorgen für kühlere Innenräume im Sommer. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Einfluss der Gebäudeausrichtung auf den sommerlichen Wärmeschutz?

<p>Gebäude mit West-Ausrichtung sind besonders anfällig für Überhitzung am Nachmittag bzw. Abend. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage bezüglich des Zusammenhangs zwischen U-Wert und Wärmeverlust ist korrekt?

<p>Ein hoher U-Wert bedeutet hohen Wärmeverlust. (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptgrund für die Verwendung von Mehrfachverglasung bei Fenstern?

<p>Reduzierung des Wärmeverlusts. (A)</p> Signup and view all the answers

Welchen Vorteil bieten außenliegende Sonnenschutzsysteme im Vergleich zu innenliegenden Systemen in Bezug auf den sommerlichen Wärmeschutz?

<p>Sie verhindern, dass die Sonnenenergie überhaupt erst in das Gebäude eindringt. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Maßnahmen ist am wenigsten geeignet, um den sommerlichen Wärmeschutz eines bestehenden Gebäudes nachträglich zu verbessern?

<p>Dämmen der Innenwände. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptunterschied zwischen dem Transmissionswärmeverlust und dem Lüftungswärmeverlust eines Gebäudes?

<p>Der Transmissionswärmeverlust entsteht durch den Wärmedurchgang durch die Gebäudehülle, während der Lüftungswärmeverlust durch den Austausch von Luft entsteht. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Klimaelemente hat den größten Einfluss auf die Berechnung der thermischen Behaglichkeit in Innenräumen?

<p>Lufttemperatur (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Wärmeleitung

Wärmeübertragung durch direkten Kontakt

Konvektion

Wärmeübertragung durch bewegte Flüssigkeiten oder Gase

Wärmestrahlung

Wärmeübertragung durch elektromagnetische Wellen

U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient)

Widerstand eines Bauteils gegen Wärmedurchgang.

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Transmissionswärmeverlust

Der Wärmeverlust durch die Gebäudehülle

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Sommerlicher Wärmeschutz

Sicherstellung thermischer Behaglichkeit im Sommer, ohne zusätzliche Kühlung

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Beschattung durch Bepflanzung

Natürliche Methode zur Reduzierung der Sonneneinstrahlung

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Außenliegende Sonnenschutzsysteme

Systeme, die außerhalb des Gebäudes angebracht werden, um die Sonneneinstrahlung zu reduzieren

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Künstliche Sonnenschutzsysteme

Künstliche Systeme, um die Sonneneinstrahlung zu reduzieren

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Abminderungsfaktor (Fc)

Faktor, der die Effektivität des Sonnenschutzes beschreibt. Je kleiner desto besser.

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Study Notes

  • Thema: Wärmeschutz

Ablauf

  • Organisatorisches wird behandelt.
  • Es wird die Wärmeübertragung erläutert.
  • Thermische Behaglichkeit ist ein Thema.
  • Der U-Wert wird erklärt.
  • Der Temperaturverlauf in einem Bauteil wird analysiert.
  • Transmissionswärmeverlust wird betrachtet.
  • Sommerlicher Wärmeschutz ist ein Agendapunkt.

Pingo

Referent

  • Max Lachenmann hat einen B. Eng und B. Sc.
  • Er ist Experte für Gebäude- und Energietechnik (FH Erfurt) sowie Informatik (Uni Hannover).
  • Er ist Referent und erarbeitet Lehrinhalte für die Handwerksschule.
  • Er arbeitet als Applikationsingenieur in der Entwicklung dezentraler Lüftungssysteme bei Stiebel Eltron.

Quizfrage: Arten der Wärmeübertragung

Wärmeübertragung

  • Wärme kann auf drei Arten übertragen werden:
    • Leitung
    • Konvektion
    • Strahlung
  • Leitung
    • Wärme fließt durch feste Stoffe oder Fluide.
    • Wärme fließt von warm nach kalt.
  • Konvektion:
    • Wärme wird durch den Transport von Teilchen übertragen.
    • Freie Konvektion entsteht durch Heizkörper.
    • Erzwungene Konvektion entsteht zum Beispiel durch Ventilatoren.
  • Strahlung:
    • Wärme wird durch Strahlung übertragen.
    • Strahlung funktioniert auch im Vakuum.

Wärmestrom

  • Wärmestrom entsteht durch Temperaturunterschiede zwischen Räumen und der Außenumgebung.

Ziele des Wärmeschutzes

  • Schutz der Baukonstruktion
  • Verminderter Energieeinsatz für Heizung/Kühlung
  • Niedrige Herstellungs- und Bewirtschaftungskosten
  • Erzielung eines hygienischen/behaglichen Raumklimas

Thermische Behaglichkeit

  • Thermische Behaglichkeit wird subjektiv empfunden.
  • Berechnungen dazu sind in DIN EN ISO 7730 genormt.
  • Das Ziel ist die Voraussage des Prozentsatzes Unzufriedener.
    • Idealerweise sollte PPD < 0,2 sein, um einen thermisch behaglichen Raum zu erreichen.
  • Zahlreiche Faktoren beeinflussen die thermische Behaglichkeit.

Einfluss der Strahlungstemperatur

  • Die Strahlungstemperatur hat Einfluss auf die thermische Behaglichkeit.

U-Wert

  • Der U-Wert ist der Wärmedurchgangskoeffizient.
  • Er gibt den Wärmedurchgang in W/(m²·K) an.
  • Früher wurde er als k-Wert bezeichnet.

Quizfrage: Faktoren des U-Wertes

Quizfrage: U-Wert Faktoren (Lösung)

  • Der U-Wert hängt ab von:
    • Bauteildicke (d)
    • Wärmeleitfähigkeit (λ)
    • Wärmeübergangswiderstand (Rsi, Rse)

U-Wert Berechnung

  • Für die U-Wert Berechnung gelten folgende Formeln:
    • U = 1/RT
    • RT = Rsi + ΣRi + Rse
    • Ri = di / λi
  • Gegeben Werte:
    • λ1 = 0,4 W/(m*K), d1 = 0,24 m
    • λ2 = 0,03 W/(m*K), d2 = 0,04 m

Temperaturverlauf in der Wand

  • Der Temperaturverlauf innerhalb einer Wand kann mit folgender Formel berechnet werden: ϑi = ϑi-1 - (Ri / RT) * Δϑ

Transmissionswärmeverlust der Wand

  • Der Transmissionswärmeverlust kann mit folgenden Formeln berechnet werden:
    • HT = A * U
    • ΦT = HT * Δϑ
  • Beispielrechnung:
    • A = 100 m²
    • U = 0,48 W/(m²·K)
    • HT = 100 m² * 0,48 W/(m²·K) = 48 W/K
    • ΦT = 48 W/K * 30 K = 1440 W

Inhomogenes Bauteil

  • Bei inhomogenen Bauteilen wird die Berechnung mit Software durchgeführt.
  • Lernvideos zu diesem Thema sind online verfügbar.

Sommerlicher Wärmeschutz

  • Sommerlicher Wärmeschutz ist relevant.

Ziele sommerlicher Wärmeschutzes

  • Sicherstellung der thermischen Behaglichkeit, ohne unzumutbare Temperaturbedingungen in Gebäuden.
  • Reduzierung der Kühlungskosten.

Sommerliche Klimaregionen

  • Es gibt drei sommerliche Klimaregionen:
    • A = sommerkühle Gebiete: 25 °C operative Innentemperatur
    • B = gemäßigte Gebiete: 26 °C operative Innentemperatur, 1200 Kh/a Übertemperaturgradstunden
    • C = sommerheiße Gebiete: 27 °C operative Innentemperatur

Einfallende Sonnenstrahlung

  • Sonnenstrahlung kann auf verschiedene Weisen in ein Gebäude gelangen und es erwärmen.

Quizfrage: Arten des sommerlichen Wärmeschutzes

  • Die Frage lautet, welche Arten des sommerlichen Wärmeschutzes bekannt sind.
  • Zur Teilnahme am Quiz kann dieser Link genutzt werden: https://pingo.coactum.de/210617

Arten des Sonnenschutzes

  • Es gibt verschiedene Arten des Sonnenschutzes:
    • natürliche
    • künstliche, unterteilt in: außenliegend, in Verglasung integriert und innenliegend

Abminderungsfaktor 4108-2

  • Je niedriger der Abminderungsfaktor Fc, desto besser ist der sommerliche Wärmeschutz.

Zusammenspiel verschiedener Faktoren

  • Das Zusammenspiel verschiedener Faktoren beeinflusst den sommerlichen Wärmeschutz.

Nachweis Arten? § 14 GEG

  • Es gibt verschiedene Arten des Nachweises nach § 14 GEG:
    • Kein Nachweis erforderlich
    • Vereinfachter Nachweis (DIN 4108-2)
    • Dynamisch-thermische Simulation

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