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Hitzeschutz / Bauphysik

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
13.8. - 19.8.2011
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Hallo Leute,

an einem verregneten Sommertag wie heute beschäftigt sich der interessierte Bauherr mit dem Thema Hitzeschutz. Die Erkenntnisse möchte ich euch nicht vorenthalten.

Ein gewisser Herr Ralf Plag von www.u-wert.net ist mir zuvorgekommen und hat die Berechnung des sommerlichen Hitzeschutzes auf der Plattform möglich gemacht. Nun habe ich zwei oftmals hier diskutierte vermeintlich gute Varianten für den sommerlichen Hitzeschutz untersucht und bin zu interessanten Ergebnissen gekommen. Besonderes Augenmerk legen wir auf die Phasenverschiebung und auf die Amplitudendämpfung.

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Wandaufbau 1: Brenner S1-50 (hochporosierter gebrannter Ziegel, 50cm)
http://www.u-wert.net/berechnung/u-wert-rechner/?cid=55yYR7yq&d0=50&mid0=58&name0=Brenner+S1-50&m0=8&c0=1000&bt=0&T_i=20&RH_i=50&T_e=-10&RH_e=80&outside=0

Mit einer Amplitudendämpfung von 1428,6 ist dieser Wandaufbau auf den ersten Blick exzellent geeignet, da die Temperatur der innersten Bauschicht kaum schwankt. Dabei ist zu sagen, dass bereits ab einem Wert von etwa 100 keine nennenswerte Temperaturschwankung mehr auftritt. Das heißt, dass der Wert zwar sehr gut ist, er jedoch keine nennenswerten Vorteile gegenüber einer herkömmlichen Wand aus Ziegeln bringt.

Viel Ausschlaggebender ist hier die Phasenverschiebung von 28,6 Stunden. Die Phasenverschiebung gibt an, wann die Maximaltemperatur der äußersten Schicht nach innen durchgedrungen ist. Durch diese hohe Phasenverschiebung wird die Maximaltemperatur im Innenraum um 19:45 erreicht, keine wirklich gute Ausgangslage. Noch suboptimaler wird die Kombination, wenn sich größere Fensterflächen im Westen befinden. Der Zeitpunkt der Maximaltemperatur im Innenraum ist deshalb schlecht, da zu dieser Zeit die Temperaturspitzen noch nicht weggelüftet werden können. Die Außentemperatur ist noch zu hoch.

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Wandaufbau 2: Maba Ziegelit 20 (Ziegel-Beton-Verbund, 20cm) mit Austrotherm EPS-F Plus (EPS ld=0.031, 20cm)
http://www.u-wert.net/berechnung/u-wert-rechner/?cid=Oe4KGrx6&d0=20&mid0=50&name0=Maba+Ziegelit&l0=0.866&m0=50&r0=1800&c0=1080&d1=20&mid1=15&name1=Hartschaum%2C+EPS&l1=0.031&bt=0&T_i=20&RH_i=50&T_e=-10&RH_e=80&outside=0

Die Amplitudendämpfung mit 238,1 liegt hier deutlich unter der des Wandaufbau 1, jedoch liegt die Temperaturdifferenz der inneren Oberfläche nur bei 0,1°C, was für den Hitzeschutz eindeutig zu vernachlässigen ist.

Die Phasenverschiebung von 11,5 Stunden liegt bei diesem Wandaufbau im Optimum. Durch den Zeitpunkt der maximalen Innentemperatur um 02:30 kann die Temperaturspitze bestens durch die kühle Nachtluft ausgeglichen werden und es entsteht kein Hitzestau. Hier ist auch nicht die Gefahr gegeben, dass sich das Haus bereits nach wenigen Tagen durch aufgeschaukelte Temperaturspitzen erwärmt.

Die Wärmespeicherfähigkeit der inneren Schichten ist somit um etwa den Faktor 3 höher als beim Wandaufbau 1.

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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass beide Wandaufbauten einen umfassenden Beitrag zum sommerlichen Hitzeschutz leisten, man jedoch im Falle Wandaufbau 1 mehr darauf achten muss, die Temperaturspitzen im Innenraum abzufedern. Den weit größten Beitrag zum Hitzeschutz trägt ohnehin eine bedingungslose Verschattung, ohne die hat obige Überlegung ihre Wirkung verloren.

Details zum Nachlesen hier:
http://www.u-wert.net/berechnung-des-hitzeschutzes/

  •  Ferlin
13.8.2011  (#1)
Gerade mal probiert mit dem Wanaufbau von unserem Wolfhaus:
Phasenverschiebung 13,7h
Amplitudendämpfung 94,3
TAV 0,011
Zeitpunkt Temp. max 4:45
Differenz auf äußere Oberfl. 19,6*C
Temperaturdiffer. auf innere Oberf 0,2* C

Auch nicht so schlecht glaube ich oder???
Lg

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#2)
@Ferlin - Ja, nicht schlecht. Die Phasenverschiebung liegt in einem guten Bereich, die Amplitudendämpfung ist typisch für einen Leichtbau. Es fehlt eben etwas die Speichermasse für noch bessere Werte.

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  •  Gast Karl
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#3)
Dandjos Beispiele - Wandaufbau 1: Temperaturdifferenz innen 0,0°
Wandaufbau 2: Temperaturdifferenz innen 0,1°

Frage: bei welchem Wandaufbau muß mehr "weggelüftet" werden?

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  •  MichaGue
14.8.2011  (#4)
Hallo zusammen,

die Frage von "Gast Karl" stellt sich mir auch. Bei Bauteilen mit geringer Amplitudendämpfung kann ich das Argument verstehen, dass es zielführend ist die innere Temperaturspitze mit der Phasenverschiebung auf die Nachtstunden zu schieben, wo man sie "weglüften" kann, z.B. beim Dach macht es Sinn.

Aber welchen Vorteil bringt es, wenn ich eine enorme Amplitudendämpfung habe und die innere Temperaturspitze bei nur 0.1° liegt? Das spüre ich nicht. Der Einfluss von Fenstern ist hier deutlich größer.

Gruß Michael

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  •  2moose
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#5)
Ich finde auf der verlinkten Seite das Kommentar - über den Wärmeeintrag durch Fenster übrigens weit aufschlussreicher als die Berechnung selbst. Wenngleich ich dazusagen muss, dass diese Berechnungsseite eine Sensation ist - umfangreich aber dennoch selbst für Laien halbwegs verständlich ... und gratis auch noch nebenbei :)
Gast Karls Wink find ich gut - was soll ich groß eine Phasenverschiebung bewerten wenn die Amplitude Null ist!? *gg* Als wolle man die Frequenz einer Gleichspannung ermitteln ...
Wir haben bei unserer Wand aus dieser Sicht nämlich auch alles falsch gemacht (bzw. übertrieben) ... mit einer Phasenverschiebung von über 26 Stunden.
http://www.u-wert.net/berechnung/u-wert-rechner/index.php?cid=Oe4KGrx6&&d0=5&mid0=75&d1=1.5&mid1=228&d2=2.5&mid2=71&d3=37&mid3=269&d4=2.5&mid4=1177&d5=4&mid5=19&d6=0.7&mid6=909&bt=0&T_i=20&RH_i=50&T_e=-10&RH_e=80&outside=0&name=Holzriegel%2C%20Strohd%C3%A4mmung
Die Wände schenken sich heute kaum noch was ... aber durch die immer größer werdenden Glasflächen kommst trotzdem zur Überhitzung. Ich frag mich immer wie man das mit einer voll besonnten Terrassentür macht ... durch die man x-mal am Tag durchläuft. Immer brav Sonnenschutz rauf und runter? Bzw. überhaupt die Tür immer ganz zu? Bei uns jedenfalls nicht, die steht dann meist eine ordentlochen Spalt offen. Beschattet ist sie aber konstruktiv.
Heuer war leider noch kein Sommer, der eine Langzeittest zur Überhizung zugelassen hätte. So hatten wir als Höchsttemperatur 25°C innen, bei häufiger Nutzung der Haus- und Terrassentür. Dazu die Rafflamellen im Süden auf waagrecht. Wenn wir nicht zu Hause sind, die Lammellen steiler stehen und die Türen zu bleiben, kamen wir max. auf 23-23,5°C. Welchen Anteil dabei Türen bzw. die Raffstellung haben, kann ich aber nicht sagen.
Ist aber eh alles relativ ... denn wenn ich von 33°C in der Sonne reinkomme, sind momentan 25°C eh schon unangenehm "kühl". Schlafen geht bei der Temperatu auch prima - solange es nicht nach abgestandener, "barackiger" Luft mieft ... dann müsste es schon deutlich kühler sein, um sich wohl zu fühlen.
=> Das Wohlbefinden ist und bleibt ein Zusammenspiel aus Raumluftqualität, Feuchtigkeit und Temperatur (u.A. auch Strahlungstemperatur umgebender Bauteile). Nicht nur im Winter.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#6)
@MichaGue - Die 0,1K sind das Ergebnis EINES Tages ... wenn Du das aber mit Unterbrechungen 2 Monate hindurch in Folge hast, hast Du am Ende des Sommers x mal 0,1K und schon einen ordentlichen "Temperaturpuffer" für den Herbst.
Wobei ich denke, dass die Auflösung bei diesem Wert einfach zu gering ist ... denn 0,0K ist sicher nicht 0,000K.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#7)
Interessanter wäre die Betrachtung sicher für Schlafräume - im OG - und da die Auswertung der Zimmerdecke ... wenn als Warmdach ausgeführt oder mit einem Dachboden, der sich im Sommer auf 50°C aufheizt. Dazu noch die fehlende "Kühle" von unten und der Effekt aufsteigender warmer Luft.

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#8)
Amplitudendämpfung - Wie 2moose sagt, liegt der Wert bei Wandaufbau 1 eben nicht bei 0,0 sondern irgendwo bei 0,02. Die 0,1°C von Wandaufbau 2 werden schon rein durch die Leckagen wieder eliminiert. Gegenfrage: wo steigt die Temperatur höher? In einem Haus, in dem die Spitzen weggelüftet werden können oder in einem Haus, in dem sich zwar kleinere Spitzen bilden, man jedoch (ohne technische Hilfsmittel und somit Energieaufwand) gar keine Chance hat, diese zu eliminieren? Doch selbst diese Überlegung ist rein theoretischer Natur, denn bei 0,02°C benötigt es 5 Tage um einen Temperaturanstieg von 0,1°C zu erreichen.

Es wird ohnehin überall darauf hingewiesen, dass andere Faktoren weit schlagender sind als obige Überlegung. Die Ausführung sollte nur aufzeigen, dass ein U-Wert für den sommerlichen Hitzeschutz nicht die einzige Variable ist. Die Beispiele sollen nur veranschaulichen, was die Werte bewirken.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#9)
Warum kann man in einem Haus weglüften, im andern - aber nicht? Und warum werden im einen die höheren Spitzen durch Leckagen eliminiert, im andern die weit geringeren Spitzen aber nicht? Ich komm da ned ganz mit ...

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
14.8.2011  (#10)
Na ganz einfach, weil man die Spitze bei - Wandaufbau 1 mit Lüften um 19:45 kaum in den Griff bekommen wird, eher lässt man mehr warme Luft ins Haus als man weglüften möchte. Du stimmst mir doch zu, dass bei Wandaufbau 2 um 02:30 die Außenluft etwas kühler sein wird als um 19:45. Das steht auch sehr schön im verlinkten Beitrag des Herrn Plag erklärt. Ich stimme dem Grundgedanken natürlich zu, dass man zeitverzögert auch im Fall Wandaufbau 1 die Temperatur über Nacht weglüften kann, jedoch bleibt die Problematik, dass die Phasenverschiebung suboptimal ist. Gerade dann, wenn man das Haus am ehesten benutzt (zu Feierabend), hat man die Temperaturspitze, die sich dann natürlich auch durch innere Beiträge verstärkt. Aber wie gesagt, das sind alles theoretische Spitzfindigkeiten, da die Unterschiede marginalst sind.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#11)
Warum sollte man Aufbau1 um 19:45 Uhr die Fenster aufreißen? - Nur weil ein Berechnungsmodell eine "Spitze" von max. 0,0444K ankündigt? Sind die Ziegeluser so temperatursensibel? *gg* Der Ziegeluser ist schlau lüftet seine "Spitze" ebenso weg wie der Betonuser - in der Nacht, wenns draussen kühler ist als drinnen.

Nur erklär mir aber bitte nochmal als Betroffener warum die Leckagen des Betonusers nur zum Weglüften seiner (um bis zu 3fach höhren; 0,1444 zu 0,0444) Spitzen dienen ... und nicht im Gegenteil warme Luft reinlassen. Und warum das beim Ziegeluser nicht der Fall ist? Ich hätte eher den monolithischen Betonaufbau für dichter gehalten.

Mein Hausverstand sagt mir auch, dass eine um 0,1K erwärmte Betonwand mit´seiner gigantischen Speichermasse um ein x-faches schwerer wieder "runterzulüften" ist als der im Verhältnis dazu speichermassenlose Ziegelaufbau. Der sich bei weitem nicht soviel erwärmt hat.

Vergiss mal die Phasenverschiebung ... bemüh nur die physikalischen Gegegebenheiten.

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  •  johro
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#12)
Hallo - da darf man hier aber die Wärmespeicherfähigkeit nicht außer acht lassen, und das würde bei der schweren Betonwand ein höher wert ergeben. wie das nun zusammen passt mit der Phasenverschiebung ist mir nicht klar, denn mehr masse würde ja bedeuten es dauert länger bis die Wärme nach innen kommt. bei den Beispielen ist es aber umgekehrt.

lg
Johannes

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  •  Gast Karl
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#13)
Klarstellung - Da ich nicht weiß, ob alle - so wie 2moose - mitbekommen haben, dass Dandjo hier wieder einmal alle aufs Glatteis führen wollte, indem er suggeriert, dass Wandaufbau 1 schlechter sei (z.B. "Hitzestau"), eine Richtigstellung:
Es gibt bei einer sommerlichen Hitzeperiode keinen Tag/Stunde, an dem ein Haus mit Wandaufbau 2 kühler wäre, als eines mit Wandaufbau 1 (richtiges Lüften vorausgesetzt). Je länger eine Hitzeperiode andauert, desto größer werden die Unterschiede, und sind dann nicht mehr nur marginal...

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  •  Benji
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#14)
@Karl - Jetzt komm ich nicht mit: Du sagst a) die Wandaufbauten 1 und 2 verhalten sich gleich, und dann b) die Unterschiede werden größer?



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  •  Gast Karl
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#15)
@Benji - Wo habe ich gesagt, dass Aufbau 1 und 2 sich gleich verhalten? Sie sind sehr ähnlich vom Hitzeschutz, aber Aufbau 1 ist besser...

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#16)
Ich verstehe nicht, warum ich hier irgendjemanden auf's - Glatteis führen sollte!? Lieber Karl, ich habe nirgends behauptet, dass ein Wandaufbau besser sei als der andere und ich habe mich sehr bemüht keine Anspielungen auf Schwanzlängenvergleiche zu bringen, da ich weiß wohin diese Diskussion führt. Wandaufbau 1 ist nicht besser, er ist einfach anders, da bei richtigem Lüftungsverhalten in beiden Häusern die Temperatur nicht signifikant steigen wird. Wenn du die Schwanzlängen vergleichen möchtest, dann packe auf die Ziegelit-Wand 30cm statt 20cm EPS um bei beiden Varianten auf 50cm Wandaufbau zu kommen. Hätte ich nämlich den 50er Ziegelaufbau schlechtreden wollen, wären mir ganz andere Wandaufbauten eingefallen, die ihn bezüglich Hitzeschutz weit in den Schatten stellen (z.B. zweischalige Bauweise). Lass also bitte deine persönlichen Anpsielungen.

Deine Behauptung ist einfach falsch, da du die speicherwirksame Masse einfach ausblendest. Eine Wand, die im Frühjahr bei bereits deaktivierter Heizung ihren gesamten Wärmepuffer bis in den Sommer abgibt (das funktioniert in der Praxis sehr gut), hat in obigem Beispiel einen 3fach höheren Temperaturpuffer um solche Spitzen abzufedern. Weiters hat die speicherwirksame Masse den Vorteil, die im Sommer aufgenommene Wärme im Herbst wieder zu verbraten, was schlussendlich dazu führt, dass die Heizperiode um etwa ein Monat kürzer ist als in anderen Häusern, das nur nebenbei. Wenn man es mathematisch betarchtet hat Wandaufbau 2 zu Beginn des Sommers in einer Hitzeperiode etwa 2°C Vorsprung. Es müsste also 20 Tage brütend heiß am Tag sein um den Puffer zu eliminieren (ohne die Spitzen weggelüftet zu haben).

@2moose: Das mit den Leckagen war eher scherzhaft zu verstehen, ist anscheinend nicht bei allen angekommen. ;) Natürlich kann der Ziegeltyp auch über Nacht lüften.

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  •  Benji
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#17)
@Karl - sorry hab ich das falsch verstanden.... aber warum ist jetzt Aufbau 1 besser?


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  •  hiddenmaxx
15.8.2011  (#18)
rohdichte ziegelit stimmt nicht - http://www.baubook.at/vlbg/?URL_R=http%3A%2F%2Fwww.baubook.at%2Fm%2FPHP%2FInfo.php%3FSI%3D2142701311%26SW%3D2%26nachf%3D-1&SW=2

1800, nicht 2000.

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#19)
Rohdichte - Ich habe die Werte aus dem Datenblatt abgetippt und 1800kg/m³ eingegeben. Wenn ich auf den Link klicke steht da auch 1800. Bei dir nicht?

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  •  2moose
  •   Gold-Award
15.8.2011  (#20)
Jetzt wirds richtig strange ... 1 Monat Verkürzung der - Heizperiode ... weil der im Sommer täglich um 0,1K aufgeheizte Betonklotz seine Wärme in den Winter mitnimmt. Obwohl die Aufheizung täglich weggelüftet wird.
Ich bin, weiß Gott, kein Ziegelfan - aber ich finde die verlinkte Seite ABSOLUT ungeignet, einen Vorteil für die Ziegelit-Wand hauszuarbeiten. Zumal der Ziegel - im Gegensatz zum Ziegelit - KEINE Amplitude aufweist, also eine Betrachtung der Phasenverschiebung gänzlich obsolet macht.
Die isolierte Btrachtung eines einzelenen Tages machts es noch ungenauer, da die Erwärmung über den Sommer betrachtet keine lineare Funktion bzw. die Addition der Tagesdifferenzen ist.
In Kurz: Das war ein scharfer Schuss mit aufgesetztem K-Gerät => versuchs bei Gelegenheit mit einem neuen Ansatz, der den Unterschied ohne Lupe erkennen lässt.


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  •  hiddenmaxx
15.8.2011  (#21)
@dandjo; - wenn ich auf info klicke, dann kommt da der vollziegel mit 2000 rohdichte.

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