2 Modellierung von Wärmebrücken
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I Kapitel Grundlagen<br />
dieser Leitwert zu einem längenbezogenen Leitwert transformiert werden, dessen Einheit<br />
in W/(mK) anzugeben ist. Obgleich die Einheit der Wärmeleitfähigkeit gleich ist,<br />
dürfen beide Werte nicht gleichgesetzt werden, da es sich bei der Wärmeleitfähigkeit<br />
um eine Stoffeigenschaft, bei dem längenbezogenen Leitwert indes um eine Bauteileigenschaft<br />
handelt.<br />
Wände, Decken und Dächer können üblicherweise als plattenförmige Bauteile bezeichnet<br />
werden, was nahelegt, den Wärmestrom auf die Fläche dieser Bauteile zu<br />
beziehen, und nicht auf ihre Länge. In diesem Fall sprechen wir <strong>von</strong> einem flächenbezogenen<br />
Leitwert, dessen Einheit folgerichtig mit W/(m²K) anzugeben ist. Dieser<br />
flächenbezogene Leitwert ist nichts anderes als der allbekannte U-Wert, der den Wärmestrom<br />
je m² Bauteiloberfläche bei einer Temperaturdifferenz <strong>von</strong> 1 K zwischen den<br />
beiden Bauteiloberflächen quantifiziert.<br />
Das Rechnen mit flächenbezogenen Leitwerten (U-Werten) ist immer dann sinnvoll,<br />
wenn der Wärmestrom senkrecht zur Bauteiloberfläche erfolgt. Der flächenbezogene<br />
Leitwert bildet gleichzeitig das Grundgerüst jeder <strong>Wärmebrücken</strong>betrachtung, da er<br />
den „Sollwärmestrom“ durch das Bauteil oder durch Bereiche des Bauteils betrachtet,<br />
wir reden hier <strong>von</strong> einem „ungestörten“ Wärmestrom.<br />
Selbstverständlich wird der Wärmestrom durch das Bauteil nicht allein durch die Wärmeleitfähigkeit<br />
des Materials determiniert, sondern auch durch die an den jeweiligen<br />
Oberflächen vorhandenen Wärmeströme, dem Wärmeübergang. Es handelt sich hierbei<br />
um die aus den Normen bekannten Übergangswiderstände, früher auch als Übergangskoeffizienten<br />
bezeichnet. Diese Übergangskoeffizienten sind nichts anderes<br />
als flächenbezogene Leitwerte der zwischen Raum-/Außenluft und Bauteiloberfläche<br />
vorhandenen Grenzschichten. Ihre Werte werden bestimmt durch die dort herrschenden<br />
Wärmestrahlungs- und Konvektionsbedingungen (siehe beispielsweise DIN EN<br />
ISO 6946). Ist der Gesamtwärmestrom durch eine Konstruktion bekannt, so ist es ein<br />
Leichtes, die Oberflächentemperatur auf z.B. der Innenseite einer Konstruktion zu bestimmen.<br />
Der thermische Leitwert – egal, welchen Bezug wir nun annehmen – ist kein neuer<br />
Begriff in der Bauphysik; allerdings wird er selten verwendet. Genaugenommen ist er<br />
der Elektrotechnik entlehnt, in der der Leitwert als Kehrwert des elektrischen Widerstandes<br />
die Grundlage für viele Berechnungen <strong>von</strong> Widerständen Stromkreisen dient,<br />
seien sie nun in Reihe geschaltet oder als parallelgeschaltete angeordnet.<br />
Die Analogie der Betrachtung in beiden Wissensgebieten ist nützlich, um uns dem flächenbezogenen<br />
Leitwert nochmals zuzuwenden, wenn die Konstruktion nicht aus einer,<br />
sondern aus einer Vielzahl hintereinander angeordneter Schichten besteht – was<br />
zugegebenermaßen selbst bei monolithischen Konstruktionen der Fall ist, wenn auch<br />
nur eine Putzschicht aufgebracht wird.<br />
In der Elektrotechnik wird bei Reihenschaltung <strong>von</strong> Widerständen deren Addition zu<br />
einem Gesamtwiderstand vorgenommen. Genauso wird bei einem Bauteil mit mehreren<br />
hintereinander angeordneten Schichten verfahren, der Widerstand der einzelnen<br />
Schicht ist als Kehrwert seines Leitwertes definiert, als Einheit müsste sich demnach<br />
mK/W ergeben. Zweckmäßig – siehe oben – wird dieser Widerstand auf eine Fläche<br />
bezogen, daher ergibt sich dieser Widerstandswert als flächenbezogener Wert<br />
in m²K/W. Da der oben erwähnte Proportionalitätsfaktor, die Wärmeleitfähigkeit, den<br />
Wärmestrom an jeder Stelle maßgeblich bestimmt, kann der flächenbezogene Leit-<br />
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