Wärmeschutz: Oberflächentemperatur

Insbesondere aus bauphysikalischer Sicht ist die Oberflächentemperatur von Bauteilen interessant, weil sie zur Durchfeuchtung der Konstruktion beitragen kann. Die raumseitige Oberflächentemperatur θ_si hängt einerseits von der Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenraum ab, andererseits vom Wärmedurchgangskoeffizienten bzw. Wärmedurchgangswiderstand.

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Wärmedurchgangswiderstand

Der Wärmedurchgangswiderstand R_T bezeichnet den Widerstand, der von allen Schichten eines Bauteils und seinen Außenkanten gemeinsam einem Wärmestrom entgegengesetzt wird. Rechnerisch ist er die Summe aller Wärmedurchlasswiderstände R (für jede einzelne Materialschicht eines Bauteils) und der beiden Wärmeübergangswiderstände R_se für außen und R_si für innen. Letztere sind in der DIN EN ISO 6946 Bauteile - Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren festgelegt. Einfluss auf die Oberflächentemperatur haben sowohl R_T selbst als auch das Verhältnis von R_si zu R_T. 

Sind Bauteile schlecht gedämmt, weisen sie einen geringen Wärmedurchgangswiderstand auf und entsprechend kann ihre raumseitige Oberflächentemperatur stark absinken. Dies ist beispielsweise bei Wärmebrücken der Fall. Auf den gegenüber der Raumluft kühleren Oberflächen kann Feuchtigkeit kondensieren und langfristig zu Schimmel und anderen Schäden führen. Ähnlich problematisch sind hohe raumseitige Übergangswiderstände, etwa durch Verstellen der Wand mit einem Schrank. Des Weiteren können Innendämmungen verhindern, dass die Außenwand von der Raumseite her erwärmt wird, sodass auch hier niedrige Oberflächentemperaturen auftreten.

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Ermittlung der Oberflächentemperatur

Hinweise zur rechnerischen Ermittlung der inneren Oberflächentemperatur enthält die DIN 4108-2 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. Demnach muss bei beheizten Räumen mit einem Wärmeübergangswiderstand von R_si 0,25 m²K/W gerechnet werden. Der einzuhaltende Grenzwert beträgt f_Rsi ≥ 0,7 bzw. 12,6 °C Oberflächentemperatur. Die Oberflächentemperatur eines Bauteils kann mit einer umgestellten Formel ermittelt werden, die in dieser Form nicht in der Norm aufgeführt ist:

θ_si = θ_i - (θ_i - θ_e) / R_T ∙R_si

Die Oberflächentemperatur lässt sich außerdem mittels Thermografie ermitteln. Dabei messen IR-Kameras die von den Bauteilen abgegebene Strahlung und berechnen daraus die Temperatur. Zu berücksichtigen ist dabei der reflektierende Strahlungsanteil von Wärmequellen, aber auch der Emissionsgrad des zu messenden Bauteils. Undichte Fugen und andere Fehlstellen in der Luftdichtigkeitsebene sowie Durchfeuchtungen macht die Thermografie ebenfalls sichtbar.

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