Wirksame Wärmekapazität

Die wirksame Wärmespeicherfähigkeit (Symbol C) eines beheizten Raumvolumens ist die Änderung der in den Bauteilen des Gebäudes gespeicherten Wärme, wenn die Innentemperatur in einer bestimmten Zeitperiode variiert.

Nach DIN 4108-6 (Anhang D) können folgende Pauschalwerte benutzt werden:

• Leichte Gebäude: C_wirk = 15 * V_e
• Schwere Gebäude: C_wirk = 50 * V_e

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)

Berechnung

wirksame Wärmespeicherfähigkeit: C_wirk
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.

Für einen detaillierten Nachweis ist zunächst die flächenbezogene wirksame Wärmekapazität (χ in J/(m²K)) zu bestimmen. Die Summe aller wirksamen Wärmekapazitäten der Bauteile multipliziert mit ihrer Fläche ergibt:

• C_wirk = Σ χ_i * A_i

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:

• χ = c * ρ * d

c = Spezifische Wärmekapazität und ρ = Rohdichte des Baustoffs.

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.

• C = χ * A ==> wirksame Wärmekapazität eines Bauteils