Wärmekapazität: Unterschied zwischen den Versionen

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Die wirksame Wärmespeicherfähigkeit (Symbol C<sub>wirk</sub>) eines beheizten Raumvolumens ist die Änderung der in den Bauteilen des Gebäudes gespeicherten Wärme, wenn die Innentemperatur in einer bestimmten Zeitperiode variiert.
Die wirksame Wärmekapazität, Wärmespeicherkapazität bzw. Wärmespeicherfähigkeit eines Bauteils, einer Gebäudezone oder eines Gebäudes beschreibt die '''Wärmekapazität von Bauteiloberflächen''' pro Kelvin Temperaturdifferenz. Die Wärmekapazität wird beeinflusst durch die [[spezifische Wärmekapazität]] c [J/(kgK)] und Rohdichte &rho; [kg/m³] der verwendeten Baustoffe, die Oberfläche der Bauteile und die mögliche Eindringtiefe (abhängig auch von Übergangswiderständen).


Nach DIN 4108-6 (Anhang D) können folgende Pauschalwerte benutzt werden:
Aus der Wärmekapazität errechnet sich die '''Zeitkonstante &tau;''' [h]
* Leichte Gebäude: C<sub>wirk</sub> = 15 * V<sub>e</sub>
: <math>\tau = \frac C H</math>
* Schwere Gebäude: C<sub>wirk</sub> = 50 * V<sub>e</sub>
 
* C [Wh/K oder J/K] Wärmekapazität
* H [W/K] [[Wärmetransferkoeffizient]] (Lüftung und Transmission)
 
== Wirksame Wärmekapazität nach DIN/TS 18599:2025-10 ==
Nach Nr. 6.7.1 DIN V 18599-2:2025-10 ist die wirksame Wärmekapazität C<sub>wirk</sub> nach DIN EN ISO 13786 zu bestimmen. Vereinfacht können auch folgende auf die Nettogrundfläche A<sub>NGF</sub> bezogenen Pauschalwerte verwendet werden:
* leichte Gebäudezonen C<sub>wirk</sub> = 50 Wh/(m²K) * A<sub>NGF</sub>
* mittelschwere Gebäudezonen C<sub>wirk</sub> = 90 Wh/(m²K) * A<sub>NGF</sub>
* schwere Gebäudezonen C<sub>wirk</sub> = 130 Wh/(m²K) * A<sub>NGF</sub>
 
== Wirksame Wärmespeicherkapazität DIN/TS 12831-1:2020-04 ==
 
In DIN EN 12831 wird die wirksame Wärmespeicherkapazität C<sub>eff</sub> auf der Grundlage des Gebäudevolumens (Bruttovolumen V<sub>e</sub>) bestimmt. Dafür gelten folgende Kennwerte:
* geringe Wärmespeicherkapazität c<sub>eff</sub> = 15 Wh/(m³K)
* mittlere/hohe Wärmespeicherkapazität c<sub>eff</sub> = 50 Wh/(m³K)
 
Die  Wärmespeicherkapazität des Gebäudes C<sub>eff</sub> [Wh/K] ergibt sich aus:
: <math>C_{eff} = e_{eff} * V_e</math>


Genaue Verfahren sind in DIN 4108-6 Nr. 6.5.2 und in Anhang H der EN 832 beschrieben.
== Wirksame Wärmekapazität DIN 4108-2:2026-05 ==


Die Größe der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit ist abhängig von der [[Spezifische Wärmekapazität|spezifischen Wärmekapazität]] der verwendeten Baustoffe. Für die Speicherung (schwere Bauteile) sind etwa bis zu 10 cm der raumseitigen (unverdeckten) Bauteiloberfläche wirksam (für die Berücksichtigung bei der [[Nachtabsenkung]] nur etwa 3 cm, siehe auch Anhang H EN 832)
Zur Berechnung der wirksamen Wärmekapazität für den sommerlichen Wärmeschutz kann die wirksame Wärmekapazität C<sub>wirk</sub> [Wh/K] nach DIN EN ISO 13786 (Periodendauer 1d) oder über die Einstufung nach Bauarten bestimmt werden:
* leichte Bauart C<sub>wirk</sub>/A<sub>G</sub> < 50 Wh/(m² K)
* mittlere Bauart 50 Wh/(m²K) &le; C<sub>wirk</sub>/A<sub>G</sub> &le; 130 Wh/(m² K)
* schwere Bauart C<sub>wirk</sub>/A<sub>G</sub> > 130 Wh/(m² K)


== Wirksame Wärmespeicherfähigkeit DIN V 4108-6:2003-06 ==


== Berechnung ==
Die hier wirksame Wärmespeicherfähigkeit (Symbol C<sub>wirk</sub>) genannte Wärmekapazität wird unter Nr. 6.5.2 beschreiben.


'''wirksame Wärmespeicherfähigkeit: C<sub>wirk</sub><br/>
Nach DIN 4108-6 (Nr. 6.5.2 und Anhang D) können folgende Pauschalwerte benutzt werden:
Für energetische Nachweise wird die wirksame Wärmespeicherfähigkeit immer auf die Nutzfläche (sommerlicher Wärmeschutz nach DIN 4108-2 und DIN V 18599) oder das Gebäudevolumen (Nachweise nach DIN V 4108-6) bezogen.
* Leichte Gebäude: C<sub>wirk</sub> = 15 * V<sub>e</sub>
* Schwere Gebäude: C<sub>wirk</sub> = 50 * V<sub>e</sub>


Für einen detaillierten Nachweis ist zunächst die flächenbezogene wirksame Wärmekapazität (&chi; in J/(m²K)) zu bestimmen. Die Summe aller wirksamen Wärmekapazitäten der Bauteile multipliziert mit ihrer Fläche ergibt:
Genaue Verfahren sind in DIN 4108-6 Nr. 6.5.2 und in Anhang H der EN 832 beschrieben.


* C<sub>wirk</sub> = &Sigma; &chi;<sub>i</sub> * A<sub>i</sub>
Die Größe der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit ist abhängig von der [[Spezifische Wärmekapazität|spezifischen Wärmekapazität]] der verwendeten Baustoffe. Für die Speicherung (schwere Bauteile) sind etwa bis zu 10 cm der raumseitigen (unverdeckten) Bauteiloberfläche wirksam (für die Berücksichtigung bei der [[Nachtabsenkung]] nur etwa 3 cm, siehe auch Anhang H EN 832)


Allerdings gibt es bei der Bestimmung der flächenbezogenen wirksamen Wärmekapazität zwei sehr unterschiedliche Verfahren. Das vereinfachte Verfahren nach DIN 4108-6 [2003-06], auf das sich auch die DIN 4108-2 bis zur Neuausgabe 2013 bezog berechnet die wirksame Wärmekapazität ohne den Übergangswiderstand:
Für einen detaillierten Nachweis nach DIN 4108-6 wird wirksame Wärmespeicherfähigkeit aller Bauteile über folgende Formel bestimmt:
: <math>C_{wirk} = \sum_i (c_i \cdot \rho_i \cdot d_i \cdot A_i)</math>


* &chi; = c * &rho; * d
Datei werden nur Bauteiloberflächen mit einem Bezug zur Raumluft und mit einer maximalen Dicke von 10 cm berücksichtigt. Dämmschichten oder Bauteile unter Dämmschichten mit einer Wärmeleitfähigkeit von < 0,1 W/(mK) dürfen nicht berücksichtigt werden. Im Gegensatz zur Berechnung nach ISO 13786 werden Übergangswiderstände nicht berücksichtigt.


c = [[Spezifische Wärmekapazität]] und &rho; = Rohdichte des Baustoffs.
== Berechnung nach DIN EN ISO 13786:2018-04 ==


Diese Vorgehensweise entspricht auch dem in DIN EN ISO 13786, Anhang A (Formel A.3) angegebenen vereinfachten Berechnungsverfahren ohne Berücksichtigung der Übergangswiderstände. Berücksichtigt man allerdings den Wärmeübergangswiderstand oder rechnet man nach dem ausführlichen Verfahren nach DIN EN ISO 13786 verringert sich die wirksame Wärmekapazität der Bauteile deutlich.
Die DIN EN ISO 13786 beschreibt verschieden detaillierte Verfahren zur Bestimmung der Wärmekapazität von Bauteilen bzw. eines Gebäudes. Dabei wird die Wärmekapazität durch die inneren Oberflächen (Oberflächen zum beheizten Raum) bestimmt. Für bauphysikalische Nachweise wird üblicherweise mit einer Periodendauer von 1 Tag und mit einer Amplitude der Außentemperatur von 10 K gerechnet.
Siehe auch: [[Temperatur-Amplituden-Verhältnis]]


* C = &chi; * A ==> wirksame Wärmekapazität eines Bauteils
Nach Nr. 6.5 DIN EN ISO 13786 gibt es zwei Verfahren zur Berechnung der Wärmekapazität:
* detaillierte Berechnung (Wärmematrix)
* vereinfachte Berechnung nach Anhang C


Das vereinfachte Verfahren ergänzt das aus DIN 4108-6 bekannte Verfahren um eine vereinfachte Berücksichtigung von Übergangswiderständen.


{{siehe auch|[[Temperatur-Amplituden-Verhältnis]], [https://energie-m.de/info/waermespeicherfaehigkeit.html energie-m.de->Optimierung von opaken Bauteilen]}}
[[Kategorie:Energie (Begriffe)]]
[[Kategorie:Energie (Begriffe)]]

Aktuelle Version vom 2. September 2026, 17:05 Uhr

Die wirksame Wärmekapazität, Wärmespeicherkapazität bzw. Wärmespeicherfähigkeit eines Bauteils, einer Gebäudezone oder eines Gebäudes beschreibt die Wärmekapazität von Bauteiloberflächen pro Kelvin Temperaturdifferenz. Die Wärmekapazität wird beeinflusst durch die spezifische Wärmekapazität c [J/(kgK)] und Rohdichte ρ [kg/m³] der verwendeten Baustoffe, die Oberfläche der Bauteile und die mögliche Eindringtiefe (abhängig auch von Übergangswiderständen).

Aus der Wärmekapazität errechnet sich die Zeitkonstante τ [h]

[math]\displaystyle{ \tau = \frac C H }[/math]

Wirksame Wärmekapazität nach DIN/TS 18599:2025-10

Nach Nr. 6.7.1 DIN V 18599-2:2025-10 ist die wirksame Wärmekapazität Cwirk nach DIN EN ISO 13786 zu bestimmen. Vereinfacht können auch folgende auf die Nettogrundfläche ANGF bezogenen Pauschalwerte verwendet werden:

  • leichte Gebäudezonen Cwirk = 50 Wh/(m²K) * ANGF
  • mittelschwere Gebäudezonen Cwirk = 90 Wh/(m²K) * ANGF
  • schwere Gebäudezonen Cwirk = 130 Wh/(m²K) * ANGF

Wirksame Wärmespeicherkapazität DIN/TS 12831-1:2020-04

In DIN EN 12831 wird die wirksame Wärmespeicherkapazität Ceff auf der Grundlage des Gebäudevolumens (Bruttovolumen Ve) bestimmt. Dafür gelten folgende Kennwerte:

  • geringe Wärmespeicherkapazität ceff = 15 Wh/(m³K)
  • mittlere/hohe Wärmespeicherkapazität ceff = 50 Wh/(m³K)

Die Wärmespeicherkapazität des Gebäudes Ceff [Wh/K] ergibt sich aus:

[math]\displaystyle{ C_{eff} = e_{eff} * V_e }[/math]

Wirksame Wärmekapazität DIN 4108-2:2026-05

Zur Berechnung der wirksamen Wärmekapazität für den sommerlichen Wärmeschutz kann die wirksame Wärmekapazität Cwirk [Wh/K] nach DIN EN ISO 13786 (Periodendauer 1d) oder über die Einstufung nach Bauarten bestimmt werden:

  • leichte Bauart Cwirk/AG < 50 Wh/(m² K)
  • mittlere Bauart 50 Wh/(m²K) ≤ Cwirk/AG ≤ 130 Wh/(m² K)
  • schwere Bauart Cwirk/AG > 130 Wh/(m² K)

Wirksame Wärmespeicherfähigkeit DIN V 4108-6:2003-06

Die hier wirksame Wärmespeicherfähigkeit (Symbol Cwirk) genannte Wärmekapazität wird unter Nr. 6.5.2 beschreiben.

Nach DIN 4108-6 (Nr. 6.5.2 und Anhang D) können folgende Pauschalwerte benutzt werden:

  • Leichte Gebäude: Cwirk = 15 * Ve
  • Schwere Gebäude: Cwirk = 50 * Ve

Genaue Verfahren sind in DIN 4108-6 Nr. 6.5.2 und in Anhang H der EN 832 beschrieben.

Die Größe der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit ist abhängig von der spezifischen Wärmekapazität der verwendeten Baustoffe. Für die Speicherung (schwere Bauteile) sind etwa bis zu 10 cm der raumseitigen (unverdeckten) Bauteiloberfläche wirksam (für die Berücksichtigung bei der Nachtabsenkung nur etwa 3 cm, siehe auch Anhang H EN 832)

Für einen detaillierten Nachweis nach DIN 4108-6 wird wirksame Wärmespeicherfähigkeit aller Bauteile über folgende Formel bestimmt:

[math]\displaystyle{ C_{wirk} = \sum_i (c_i \cdot \rho_i \cdot d_i \cdot A_i) }[/math]

Datei werden nur Bauteiloberflächen mit einem Bezug zur Raumluft und mit einer maximalen Dicke von 10 cm berücksichtigt. Dämmschichten oder Bauteile unter Dämmschichten mit einer Wärmeleitfähigkeit von < 0,1 W/(mK) dürfen nicht berücksichtigt werden. Im Gegensatz zur Berechnung nach ISO 13786 werden Übergangswiderstände nicht berücksichtigt.

Berechnung nach DIN EN ISO 13786:2018-04

Die DIN EN ISO 13786 beschreibt verschieden detaillierte Verfahren zur Bestimmung der Wärmekapazität von Bauteilen bzw. eines Gebäudes. Dabei wird die Wärmekapazität durch die inneren Oberflächen (Oberflächen zum beheizten Raum) bestimmt. Für bauphysikalische Nachweise wird üblicherweise mit einer Periodendauer von 1 Tag und mit einer Amplitude der Außentemperatur von 10 K gerechnet. Siehe auch: Temperatur-Amplituden-Verhältnis

Nach Nr. 6.5 DIN EN ISO 13786 gibt es zwei Verfahren zur Berechnung der Wärmekapazität:

  • detaillierte Berechnung (Wärmematrix)
  • vereinfachte Berechnung nach Anhang C

Das vereinfachte Verfahren ergänzt das aus DIN 4108-6 bekannte Verfahren um eine vereinfachte Berücksichtigung von Übergangswiderständen.


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