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Wärmeversorgungssicherheit und Temperaturstabilität eines Raumes

Für eine Grundsatzüberlegung hat ein fenster- und türloser Raum folgende Abmessungen:
Länge = 5 m; Breite = 4 m; Höhe = 2,5 m.
Daraus ergeben sich die Größen:
Wandfläche: 45 m²; Decke und Fußboden: 40 m², zusammen also 85 m²; das Luftvolumen = 50 m³.

Die Umfassungsflächen
Die mitwirkende Speicherdicke soll mit 10 cm angenommen werden. Daraus ergibt sich ein Speichervolumen von 8,5 m³.
Das durchschnittliche Raumgewicht der umschließenden Flächen soll 1000 kg/m³ betragen. Daraus ergibt sich ein Speichergewicht von 8500 kg.
Die spezifische Wärmespeicherkapazität beträgt c = 0,28 Wh/kg K, damit wird die gespeicherte Wärme 2380 Wh/K.

Die Luft
Das durchschnittliche Raumgewicht soll 1,25 kg/m³ betragen. Daraus ergibt sich ein Speichergewicht von 62,5 kg.
Die spezifische Wärmespeicherkapazität der Luft beträgt c = 0,28 Wh/kg K, damit wird die gespeicherte Wärme 17,5 Wh/K.

Quintessenz:

Das Verhältnis der Speicherwärme von Luft zu Umschließungsflächen ist 1 : 136.

Die Umgebungs- und die Innentemperatur des Raumes beträgt 20°C. Die Umgebungstemperatur wird nun auf 0°C abgesenkt.

Die Transmissionsabwärme wird durch einen mittleren effektiven U-Wert von 0,5 W/m²K beschrieben.
Dies führt zu einem Wärmeverlust von 0,5 x 85 x 20 = 850 W.

Die Speicherwärme der Umfassungsflächen beträgt 2380 x 20 = 47 600 Wh; dies entspricht der Wärmekapazität von 4,76 Liter Heizöl.

Die Speicherwärme der Luft beträgt 17,5 x 20 = 350 Wh; dies entspricht der Wärmekapa-zität von 0,035 Liter Heizöl.

Die Dauer der Wärmeabgabe, die Wärmeversorgungssicherheit und damit die Temperaturstabilität beträgt:

Bei den Umfassungswänden: 47600 : 850 = 56 Std.

Bei der Luft: 350 : 850 = 0,41 Std. = 25 Min.

Quintessenz:

Das Verhältnis der möglichen Wärmelieferung durch Luft zu massiven Umfassungsflächen beträgt wiederum 1 : 136.

Resumee:

Wärmeversorgungssicherheit und Temperaturstabilität bei Temperaturveränderungen können nur durch massive, schwere Baustoffe garantiert werden. Luft ist energetisch nicht in der Lage, ein behagliches Raumklima zu gewährleisten - es muß dann mit einer schnellen Heizung (Energieverschwendung) oder durch schnelle Kühlung (Energieverschwendung) versucht werden, die schnellen Innenlufttemperaturschwankungen auszugleichen. Die Folge ist eine monströse, energieverschwendende Wohnmaschine.

Prof. Dr.-Ing. habil. Claus Meier
90449 Nürnberg
April 2004

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