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Der Wärmedurchgang durch Luftschichten in Bauteilen hängt von der Geometrie der Luftschichten und der Ausrichtung ab.

Berechnungsmöglichkeiten finden sich in 
* DIN EN 673 
* DIN EN ISO 6946
* DIN EN ISO 10077-2 (Fenster)
* ISO 15099 (Fenster)

Alle Berechnungsverahren berechnen die Wärmeleitfähigkeit aus einem Anteil aus Konvektion und Wärmeleitung (h<sub>c</sub> EN: convection) und einem Anteil aus Wärmestrahlung (h<sub>r</sub> EN: radiation).

== Wärmedurchlasskoeffizient durch Wärmeleitung und Konvektion ==

Der Wärmedurchlasskoeffizient durch Wärmeleitung und Konvektion h<sub>c</sub> wird in der Regel über die '''Nußelt-Zahl''' ermittelt. Die Nußelt-Zahl ist das Verhältnis der Wärmestromdichte aus einem bewegten und einem ruhenden Fluid (z.B. Luft). Die Nußelt-Zahl beträgt mind. 1 (Wärmeleitfähigkeit des ruhenden Fluids).

Die Nußelt-Zahl ist für Luft in DIN EN ISO 6946 wie folgt tabelliert:
{| class="wikitable"
! Richtung des Wärmestromes !! Nu für &Delta;T&le;5 !! Nu für &Delta;T>5
|-
| horizontal || <math>max(1;d \cdot 1,25 / \lambda_{air})</math> || <math>max(1;d \cdot 0,73 \cdot \Delta T^{1/3} / \lambda_{air})</math>
|-
| aufwärts || <math>max(1;d \cdot 1,95 \cdot / \lambda_{air})</math> || <math>max(1;d \cdot 1,14 \cdot \Delta T^{1/3} / \lambda_{air})</math>
|-
| abwärts|| <math>max(1;d^{0,56} \cdot 0,12 \cdot / \lambda_{air})</math> || <math>max(1;d^{0,56} \cdot 0,09 \cdot \Delta T^{0,187} / \lambda_{air})</math>
|}

* &Delta;T - Temperaturdifferenz [K]
* &lambda;<sub>air</sub> - Wärmeleitfähigkeit der ruhenden Luft = 0,025 W/(mK)
* d - Dicke der Luftschicht [m]

Der Wärmedurchlasskoeffizient berechnet sich wie folgt:

:<math>h_c = \frac{Nu \cdot \lambda_{air}}{d}</math>

Für kleine Lufträume bei Fenstern kann vereinfachend von einem horizontalem Luftraum mit &Delta;T=10 K ausgegangen werden. In diesem Fall vereinfacht sich die Formel für h<sub>c</sub> auf:
:<math>Nu = max(1; \frac{d \cdot 0,73 W/(m²K^{4/3}) \cdot \Delta T ^{(1/3)}}{\lambda_{air}})</math>
:<math>h_c = max(\frac{\lambda_{air}}{d};C \cdot \Delta T^{(1/3)})</math>
:<math>h_c = max(\frac{\lambda_{air}}{d}; 1,57 W/(m²K))</math>

Für andere Gase (z.B. Gasfüllungen zwischen Isolierverglasungen) ergeben sich abweichende Kennwerte für die Nußelt-Zahl. Deshalb sieht die DIN EN 673 für Hohlräume zwischen Verglasungen eine detaillierte Ermittlung der Nußelt-Zahl Nu vor:

: <math>Nu = A \cdot (Gr \cdot Pr)^n</math>
: <math>Gr = \frac{9,81s^3 \cdot \Delta T \cdot \rho ^2}{T_m \cdot \mu ^2}</math>
: <math>Pr = \frac{\mu \cdot c}\lambda</math>
* &rho;, &mu;, c, &lambda; sind die Eigenschaften (Dichte, dyn. Viskosität, spez. Wärmespeicherf., Wärmeleitfähigkeit) des Gases im Luftraum
* s ist die Dicke der Luftschicht


Konstanten für die Berechnung:
{| class="wikitable"
! Ausrichtung !! Kontante A !! Exponent n
|-
| vertikal - Wärmestrom horizontal || A=0,035 || n=0,38
|-
| horizontal - Wärmestrom nach oben || A=0,16 || n=0,28
|-
| geneigt ca. 45° - Wärmestrom schräg nach oben || A=0,10 || n=0,31
|}

== Wärmedurchlasskoeeffizient für Wärmestrahlung ==

Für die Berechnung des Wärmedurchlasskoeffizienten für die Wärmestrahlung h</sub>c</sub> gibt es zwei grundsätzliche Verfahren:

* Äquivalente Wärmeleitfähigkeit (DIN EN ISO 6946, DIN EN 673 und DIN EN ISO 10077-2)
* Radiosity-Verfahren (DIN EN ISO 10077-2)

Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit berechnet sich wie folgt:
:DIN EN ISO 10077-1: <math>h_r = 4 \cdot \sigma \cdot T_{mit}^3 \cdot F \cdot E</math>
:DIN EN ISO 6946: <math>h_r = \frac{4 \cdot \sigma \cdot T_{mit}^3}{1/E-1+1/F}</math>
:DIN EN 673: <math>h_r = 4 \cdot \sigma \cdot T_{mit}^3 \cdot E</math>
* &sigma; - Stefan-Boltzmann-Konstante: 5,67E−8 W/(m²K4)
* T<sub>mit</sub> - mittlere thermodynamische Temperatur (vereinfachend T=283 K = 10°C)
* F - Winkelfaktor bzw. Einstrahlzahl für kleine Hohlräume (Breite und Höhe jeweils kleiner als die 10fach Tiefe (Dicke in Wärmestromrichtung) <math>F = 0,5 \cdot (1+\sqrt{1+(d/b)^2}-d/b)</math>
* E - Strahlungsaustauschgrad <math>E = (1/\epsilon_1 + 1/\epsilon_2 - 1)^{-1}</math>


siehe: [[Wärmedurchlasskoeffizient]]


[[Kategorie:Energie (Begriffe)]]