Wärmewiderstand. Material vs. Wärme

Wenn wir ein Bau- oder Renovierungsprojekt in Angriff nehmen, werden wir mit einer Vielzahl von Materialien mit Dämmeigenschaften konfrontiert. Ihre Aufgabe ist es, unser Haus vor den Unbilden des Wetters zu schützen, das Eindringen von Feuchtigkeit und Kälte von außen zu verhindern und eine stabile Temperatur zu gewährleisten.

Diese Materialien weisen unterschiedliche Eigenschaften und Verhaltensweisen auf. Im Allgemeinen hängt die Entscheidung für die eine oder andere Variante von verschiedenen Variablen ab, wie z. B. dem Standort und der Ausrichtung des Gebäudes, den klimatischen Bedingungen, dem Preis usw.

Doch wie kommt es, dass diese Materialien als Dämmmstoffe gelten? Dazu müssen wir den Wärmewiderstand, seine Parameter und die Methoden kennen, mit denen wir bestimmen, wann ein Material ein guter Isolator ist. Sie haben es erraten, heute geht es um den Wärmewiderstand.

Der Wärmewiderstand bestimmt den Dämmstoff

Zusammenfassend kann man sagen, dass der Wärmewiderstand die Fähigkeit eines Materials ist, sich dem Wärmefluss zu widersetzen.

  • Wenn die Materialien homogen sind, ist der Wärmewiderstand das Verhältnis zwischen der Dicke und der Wärmeleitfähigkeit des Materials.
  • Zwischen inhomogenen Materialien ist er der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit, d. h. der Wärmeübertragung, die zwischen den beiden Materialien stattfindet.

Der Wärmewiderstand einer Materialschicht wird in W/(K.m) gemessen, wobei die Dicke und die Wärmeleitfähigkeit berücksichtigt werden. Sie unterscheidet sich von der gesamten thermischen Oberfläche, bei der beide Seiten des zu bewertenden Materials berücksichtigt werden.

Der Wärmewiderstand (r) wird anhand der folgenden Parameter berechnet:

  • Wärmeleitfähigkeit -λ
  • Materialstärke – e
  • Das Verhältnis zwischen der Leitfähigkeit – λ und der Dicke wird zur Bestimmung von -R, dem Wärmewiderstand, verwendet. Somit: R = e/λ

Je höher also der R-Wert ist, desto höher ist die Dämmfähigkeit des Materials aufgrund seines Widerstands gegen den Temperaturfluss durch das Material.

Wärmewiderstand der Elemente einer Wand

Der Wärmedurchgangskoeffizient (Up)

Dieser Koeffizient wird verwendet, um das Dämmniveau einer Wand zu bestimmen. Er steht in direktem Zusammenhang mit dem -R-Wert, den wir gerade gesehen haben, und gibt die Wärmemenge an, die pro Zeiteinheit durch die Oberflächeneinheit des zu analysierenden Materials hindurchgeht.

Für die Analyse ist wie bei der Berechnung der Wärmeleitfähigkeit eine stationäre Analyse erforderlich, da sich die Werte z. B. in Gegenwart von Feuchtigkeit ändern können.

Einige der besten Up-Materialien, die beim Bau verwendet werden, sind:

Material Wärmeleitfähigkeit (W/(m-K))
Polyurethan 0,018-0,025
Expandiertes Polystyrol 0,025-0,045
Glasfaser 0,03-0,071
Kork 0,04-0,301
Holz 0,131
Feuerfester Ziegel 0,47-1,051
Glas 0,6 – 11
Ziegelstein 0,801
Rostfreier Stahl 16,32
Aluminium 209,31
Neusilber 29,11
Stahl 47 – 581

Norm UNE-EN 12667:2002

Die Prüfverfahren zur Bestimmung des Widerstands und der Wärmeleitfähigkeit von Materialien sind in der Norm UNE-EN 12667:2002 festgelegt. Diese Norm legt die Mindestergebnisse fest, um ein Material als Dämmmaterial zu betrachten.

Um die Wärmeleitfähigkeit und den Wärmewiderstand eines Materials bestimmen zu können, müssen eine Reihe von Anforderungen in Bezug auf Temperatur, Wärmestrom und Stabilität des Messsignals erfüllt werden.

Diese Werte müssen stabil bleiben, damit die Studie korrekt durchgeführt werden kann. Schauen wir uns nun die in der Norm zugelassenen Verfahren an:

Heizplattenverfahren

Das Heizplattenvefahren besteht aus einer Platte, die Wärme an die zu untersuchenden Proben abgibt, die auf beiden Seiten der Platte angeordnet sind. Die Wärme fließt dann durch die Proben und löst die Messung der oben genannten Werte aus. Dies ist ein absolutes Vefahren.

Wärmefluss

Der Wärmefluss ist ein relatives Verfahren, die auf einer vorherigen Kalibrierung mit einem Material beruht, dessen Leitfähigkeit zertifiziert wurde. Wegen ihrer Schnelligkeit ist es derzeit das am weitesten verbreitete Verfahren.

Es gibt verschiedene Varianten für die Messung, wie z.B. symmetrisch mit einer Probe, mit zwei Proben oder asymmetrisch mit einer Probe.

Die Prüfung besteht aus zwei Platten, einer festen und einer beweglichen, die mit dem zu prüfenden Material in Berührung kommen. Ein Temperaturgefälle erzeugt einen Wärmefluss, der die Leitfähigkeit des Materials misst.

Die besten Dämmstoffe im Bauwesen

Wie wir in unserem Beitrag über Wärmedämmungen gesehen haben, gibt es auf dem Dämmstoffmarkt eine Vielzahl von Materialien, von natürlichen und biologisch abbaubaren Produkten wie Kork oder Wolle bis hin zu Verbundstoffen wie expandiertem Polyurethan.

Und wenn Sie etwas tiefer in die Welt der Energieeffizienz eintauchen wollen, können Sie die folgenden Beiträge besuchen:

Was ist Energieeffizienz?

Passivhaus, auf der Suche nach maximaler Energieeffizienz