Wärmeübergangswiderstand

Energiebilanz

Zonierung | Primärenergiebedarf | Endenergiebedarf | Technische Verluste | Nutzenergiebedarf | Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen | Transmissionswärme | Lüftungswärme | Innere Wärme | Solarstrahlung | Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser | Nutzenergiebedarf der Beleuchtung
Baustoffe | Anlagentechnik | Sommerlicher Wärmeschutz | Mindestwärmeschutz

Wärmeübertragung durch Transmission

Wärmesenken | Wärmequellen | Temperaturkorrekturfaktoren | Wärmetransferkoeffizient für Transmission | Wärmetransferkoeffizient nach außen | Wärmeübertragung durch unbeheizte Räume | Wärmetransferkoeffizient über das Erdreich | U-Wert | thermischer Leitwert | Wärmebrücke | Wärmedurchgangswiderstand | Wärmedurchlasswiderstand | Wärmeübergangswiderstand | Wärmeleitfähigkeit | Fensterflächenanteil | Systemgrenzen | Hüllfläche

Wärmeübergangswiderstände treten an den Bauteiloberflächen auf. Die Höhe der Wärmeübergangswiderstände wird in ISO 6946 definiert. Es wird unterschieden zwischen äußerem Wärmeübergangswiderstand (R_se, unbeheizte Seite) und innerem Wärmeübergangswiderstand (R_si, beheizte Seite)

Im allgemeinen werden folgende Werte nach Tabelle 1 ISO 6946 verwendet:

	Richtung des Wärmestromes
	Aufwärts	Horizontal	Abwärts
Rsi	0,10	0,13	0,17
Rse	0,04	0,04	0,04

Dabei gilt als "horizontal" Richtungen des Wärmestromes von ±30° zur horizontalen Ebene. Das bedeutet:

• Wärmestrom aufwärts/abwärts für Decken und Dächer mit einer Neigung kleiner 60°
• Wärmestrom horizontal für Wände und Dächer mit einer Neigung von mind. 60°

Ein genaueres Rechenverfahren ist in Anhang A der ISO 6946 beschrieben.

Bei Bauteilen zwischen beheizten und unbeheizten Räumen gilt auf beiden Seiten der Wert für R_si (ISO 6946 Nr. 6.1).

Innere Wärmeübergangswiderstände können nach einer Formel des PHI auch für unterschiedliche Winkel berechnet werden:

Rsi = -0,03 * cos β + 0,13

Dabei ist β der Winkel mit der Richtung des Wärmestroms:

• nach oben 0° (0,0 rad)
• horizontal 90° (0,5 π = 1,57 rad)
• nach unten 180° (1 π = 3,14 rad)

Für Wärmeströme nach unten wird der Wärmeübergangswiderstand etwas zu gering berechnet.

Der Äußere Wärmeübergangswiderstand R_se zum Erdreich beträgt 0, weil in diesem Bereich weder Strahlung noch Konvektion einen Einfluss haben (siehe Berechnungsformel Anhang A in DIN EN ISO 6946).

Luftschichten werden nach Nr. 5.3 DIN EN ISO 6946 berechnet. Für ruhende und schwach belüftete Luftschichten gilt Tabelle 2. Stark belüftete Luftschichten werden berücksichtigt, indem die Luftschicht und alle Schichten zwischen Außenluft und Luftschicht vernachlässigt werden und ein Wärmeübergangswiderstand für eine ruhende Luft berücksichtigt wird.

Wärmeübergangswiderstände zu unbeheizten Räumen, Dachräumen etc. können nach Nr. 5.4 DIN EN ISO 6946 berücksichtigt werden.

Der Übergangswiderstand setzt sich zusammen aus einem konvektiven Anteil und einem Anteil aus langwelliger Solarstrahlung (Wärmestrahlung):

• R_s = 1 / h_c + h_r

Der Wärmeübergangskoeffizient (heat transfer coefficient) ist die Umkehrung des Übergangswiderstandes: h_s = 1/R_s

Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung

Nach DIN EN ISO 13789 und DIN EN ISO 6946 kann der äußere Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung (langwellige Wärmestrahlung) mit einem Wert von 4,14 W/(m²K) angesetzt werden. Das ist der Standardwert für 0°C Außentemperatur und ε=0,9.

[math]\displaystyle{ h_r = \epsilon \cdot h_{ro} }[/math]

[math]\displaystyle{ h_{ro} = 4 \cdot \sigma \cdot T_{mn}^3 }[/math]

• &sigma = 5,67e-8 W/(m²K^{4) Stefan-Boltzmann-Konstante}
• T_mn = mittlere Thermodyn. Temperatur zwischen Oberfläche und Umgebung

Für h_ro gibt es in DIN EN ISO 6946 [2008-04] eine Tabelle mit Standard-Werten:

Temperatur °C	hro W/(m²K)
-10	4,1
0	4,6
+10	5,1
+20	5,7
+30	6,3

Kurzwellige Strahlung (Solarstrahlung) ist im Übergangswiderstand nicht berücksichtigt.

Siehe auch: Emissionsgrad, Langwellige Strahlung, kurzwellige Strahlung