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Empfohlene Vorgehensweise für die Ermittlung von Wärmebrücken erdberührter Bauteile

In Praxis werden für die Ermittlung von Wärmebrücken erdberührter Bauteile (Wärmebrücken zum Erdreich) oft sehr unterschiedliche Verfahren verwendet. Vor allem das Erdreich wird in den Berechnungen auf unterschiedliche Weise berücksichtigt:

  • Berücksichtigung des Erdreichs als Material
  • Teilweise Berücksichtigung des Erdreichs durch kleine Erdschichten oder kleinen Erdreichsblöcken in den Berechnungsmodellen
  • Überhaupt keine Abbildung des Erdreichs, analog zu den Berechnungen der regulären Wärmebrücken zur Luft
  • Oder das Erdreich wird als zusätzliche Temperatur-Randbedingungen abgebildet. (vgl. DIN 4108 Beiblatt 2)

Letztendlich stellen alle Methode eine gewisse Abschätzung da. Nichtsdestotrotz ist die Vorgehensweise nach DIN EN ISO 10211 zu empfehlen. Die Ermittlung der Wärmeverluste über das Erdreich im Erdreich-Blatt des PHPP, entspricht im wesentlichen dem Vorgehen nach DIN EN ISO 13370. Diese fordert hingegen, Wärmebrücken nach DIN EN ISO 10211 zu ermitteln. Der wesentliche Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass der Einfluss des Erdreichs mit abgebildet wird. Die Wirkung von Randdämmungen bzw. Dämmschürzen kann damit direkt durch die $\varPsi$-Werte mit abgebildet werden.

Prinzipielle Vorgehensweise nach DIN EN ISO 10211

Im Gegensatz zu regulären Wärmebrücken müssen Leitwerte der erdberührten Bauteile durch eine zusätzliche Wärmestromsimulation ermittelt werden. Dabei sind in den Modellen exakt die gleichen Abmessungen zu verwenden.

Für die Erstellung der Berechnungsmodelle ist auf Folgendes zu achten:

  • Das Erdreich muss in beiden Berechnungsmodellen gleich lang in x- und y-Richtung mit mindestens dem 5- bis 6-fachen der Bodenplattenlänge abgebildet werden (vgl. Abbildung).
  • Für die Bodenplattenlänge gilt der Außenmaßbezug (im Gegensatz zur DIN EN ISO 10211). Es wird für eine Länge von 4 Metern empfohlen.
  • Für die zusätzlichen Leitwertberechnungen empfiehlt es sich, die erdberührten Bauteile nicht durch ihren Aufbau darzustellen, sondern durch eine Randbedingung entsprechend ihrem Wärmeübergangswiderstand R = 1/U.
  • Der Erdreichblock muss an den Schnittflächen adiabatische Randbedingungen aufweisen.

Wahl und Lage der Bodenplattenlänge

Die DIN EN ISO 10211 beinhaltet für die Ermittlung der Wärmebrücken zwei Optionen bereit. Für die Option B ist wie bereits oben gezeigt, für alle erdberührten Bauteile eine zusätzliche numerische Berechnung notwendig damit in den U-Werten bzw. Leitwerten auch der thermische Widerstand des Erdreichs enthalten ist, da dieser ebenfalls im Erdreichblatt des PHPP berücksichtigt wird. Das PHPP benutzt dafür keine Wärmstromsimulationen sondern spezielle analytische Funktionen, die jedoch nahezu identische Werte liefern. Diese Näherungsfunktionen gehen allerdings davon aus, dass Bodenplatten direkt auf dem Erdreich aufliegen. Damit die Ψ-Werte auch zum PHPP passen, ist es Notwendig, im zusätzlichen Berechnungsmodell ebenfalls die Bodenplatte auf dem Erdreich aufliegen zu lassen.
Die so berechneten Ψ-Werte sind zwar von der Wahl der Bodenplattenlänge nahezu unabhängig, müssen aber in beiden Berechnungsmodellen identisch sein. Die Norm empfiehlt eine Bodenplattenlänge von 4 Metern. Achtung! in der Norm kommt es zu einer Durchmischung der Maßbezüge! Die Außenwand wird außenmaßbezogen die Bodenplatte jedoch innenmaßbezogen berücksichtigt. Da das PHPP durchgängig mit dem Außenmaß rechnet, muss auch auch die Länge der Bodenplatte über das Außenmaß definiert sein!

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