| Nr. | Material | Temp. außen | Temp. innen | Länge, mm | Höhe, mm | Dicke, mm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Wand No.1 | ||||||
| 1 | ||||||
| Wand No.2 | ||||||
| 1 | ||||||
| Wand No.3 | ||||||
| 1 | ||||||
| Wand No.4 | ||||||
| 1 | ||||||
| Deckenplatte No.1 | ||||||
| 1 | ||||||
| Deckenplatte No.2 | ||||||
| 1 | ||||||
Über die Berechnung des Wärmeverlusts
Der Rechner schätzt die Wärmeverluste durch die Gebäudehülle eines Raums. Er berücksichtigt Wände, Decken und Böden, Fenster und Türen. Zusätzlich wird ein Näherungsanteil für den Luftaustausch hinzugefügt. Das Ergebnis hilft, die wichtigsten Wärmeverlustquellen zu erkennen und die erforderliche Heizleistung abzuschätzen.
Orientierungswerte und Empfehlungen
Umrechnung der Abmessungen in Recheneinheiten
Fläche A wird aus den eingegebenen Abmessungen in Millimetern berechnet und in Quadratmeter umgerechnet. Für einen rechteckigen Bauteil gilt A = (L·H)/1 000 000. Dabei sind L und H in mm und A in m2.
Temperaturdifferenz ΔT wird für jedes Bauteil als ΔT = Tin − Tout in °C angesetzt. Zahlenmäßig entspricht dies K.
Wärmedurchlasswiderstand einer mehrschichtigen Konstruktion
Schichtwiderstand Ri wird aus Schichtdicke und Wärmeleitfähigkeit berechnet: Ri = di/λi. Dabei ist di in Metern und λi in W/(m·K). Daraus ergibt sich Ri in m2·K/W.
Gesamtwiderstand R mehrerer Schichten ist die Summe: R = Σ(di/λi). Die Dicke wird in mm eingegeben. Daher wird umgerechnet mit di(m) = di(mm)/1000.
Wichtige Annahme: im schichtweisen Widerstand wird nur der Beitrag der Materialien berücksichtigt. Oberflächenwiderstände des Wärmeübergangs innen und außen (Rsi, Rse) sowie Korrekturen für Wärmebrücken werden hier nicht hinzugefügt. Für eine normgerechte Berechnung der Gebäudehülle wird häufig EN ISO 6946 mit Oberflächenwiderständen und Zuschlägen für Inhomogenitäten verwendet.
Wärmeverluste durch Wände sowie Decken und Böden
Wärmeverlust eines Bauteils Q wird nach dem Prinzip „Fläche × Temperaturdifferenz ÷ Widerstand“ berechnet: Q = A·ΔT/R. Dabei ist Q in W, A in m2, ΔT in K und R in m2·K/W.
Netto-Wandfläche wird um die Fläche der Öffnungen in dieser Wand reduziert. Es gilt Anet = Awall − Aopenings. Danach wird Qwall = Anet·ΔT/R berechnet.
Wärmeverluste durch Fenster und Türen
Fenster und Türen werden mit einem tabellierten Kennwert berechnet, der mit dem Wärmedurchgang zusammenhängt. Für den gewählten Öffnungstyp wird Ropen in m2·K/W verwendet. Dieser Wert entspricht R = 1/U. Dabei ist U in W/(m2·K).
Wärmeverlust der Öffnung Qopen wird berechnet als Qopen = Aopen·ΔT/Ropen. Das ist identisch zu Qopen = U·Aopen·ΔT. Die Öffnungsfläche wird aus Abmessungen in mm ermittelt und in m2 umgerechnet.
Komponente für Luftaustausch (Infiltration)
Wärmeverlust durch Luftaustausch Qinf wird als Näherung nach der üblichen Formel für fühlbare Wärme ergänzt: Qinf = 0.33·n·V·ΔT. Dabei ist V in m3, n in 1/h, ΔT in K und Q in W.
Verwendete Zahlenwerte: n = 1.0 1/h und V = Afloor·3.0. Das Volumen wird also als Bodenfläche (m2) multipliziert mit einer festen Höhe von 3.0 m angesetzt. Der Faktor 0.33 W/(m3·K) entspricht einer Näherung für die Wärmekapazität der Luft unter Normalbedingungen. Dieser Teil ist als Orientierung gedacht. Für eine normgerechte Heizlastberechnung inklusive Lüftung wird häufig EN 12831-1 verwendet.
Endergebnis und Summationsprinzip
Gesamtwärmeverlust Qtotal ist die Summe aller Anteile: Qtotal = ΣQwalls + ΣQslabs + ΣQopenings + Qinf. Wenn für ein Bauteil ΔT ≤ 0 oder R = 0 gilt, wird sein Anteil mit 0 W angesetzt, damit das Ergebnis nicht künstlich erhöht wird.
Europäische Normen für diese Art der Berechnung
- EN ISO 6946 - Berechnung des Wärmedurchlasswiderstands und des Wärmedurchgangskoeffizienten U für mehrschichtige Bauteile.
- EN ISO 10077-1 - Berechnung von U-Werten für Fenster, Türen und Fensterläden. Dies betrifft rahmenbasierte Bauteile.
- EN 12831-1 - Berechnung der Auslegungsheizlast. Sie bestimmt die erforderliche Heizleistung unter Berücksichtigung von Gebäudehülle und Lüftung.
- EN ISO 13789 - Wärmeübertragung durch Gebäudehülle und Lüftung auf Gebäudeebene. Beschreibt die Bilanz der Wärmeverluste.
FAQs
Warum werden Wärmeverluste durch eine Wand als A·ΔT/R berechnet?
Das ergibt sich direkt aus dem stationären Wärmetransport durch ein ebenes mehrschichtiges Bauteil. Der Widerstand R beschreibt, wie stark die Konstruktion den Wärmestrom begrenzt. Je größer R ist, desto kleiner ist der Wärmeverlust Q bei gleicher Fläche A und Temperaturdifferenz ΔT.
Wie hängt der U-Wert eines Fensters mit der Berechnung zusammen?
Fenster und Türen werden oft über den Wärmedurchgangskoeffizienten U in W/(m2·K) angegeben. Der Rechner verwendet den äquivalenten Zusammenhang R = 1/U. Daher ist Q = A·ΔT/R identisch zu Q = U·A·ΔT. So bleiben Öffnungen in derselben Berechnungsstruktur wie mehrschichtige Bauteile.
Warum wird die Öffnungsfläche von der Wandfläche abgezogen?
Wände und Öffnungen werden mit unterschiedlichen Kennwerten und Methoden berechnet. Wenn Öffnungen nicht abgezogen werden, würde ihre Fläche doppelt zählen. Einmal als Teil der Wand und einmal als Fenster oder Tür. Deshalb wird Anet = Awall − Aopenings verwendet.
Wie genau ist der Teil zu Infiltration und Luftaustausch?
Das ist ein Orientierungszuschlag, damit der Gesamtwärmeverlust nicht zu niedrig ausfällt. Es wird Q = 0.33·n·V·ΔT mit festen Werten n = 1.0 1/h und V = A·3.0 verwendet. Für eine genauere lüftungsbezogene Heizlast wird üblicherweise EN 12831-1 mit realen Lüftungsraten und Angaben zur Luftdichtheit genutzt.
Warum kann mein Ergebnis von einer „normgerechten“ Wärmeverlustberechnung abweichen?
Normen berücksichtigen meist Oberflächenwiderstände innen und außen, Wärmebrücken, Zuschläge für Inhomogenitäten und realistische Lüftungsbedingungen. Hier handelt es sich um eine verständliche technische Abschätzung auf Basis von Schichten, Öffnungen und einem typischen Infiltrationszuschlag. Für die Auslegung sollten Sie mit Berechnungen nach EN ISO 6946 und EN 12831-1 vergleichen.