Ergänzung zu Beleg 1

Dr. Wolfgang Feist leitet das Passivhaus-Institut in Darmstadt. Er ist Dipl.-Physiker und promovierter Bauphysiker.

Wir fügen am Ende dieses ersten Beleges noch eine "Lupendarstellung" zur Grafik auf der Hauptseite ein, auf der die Temperaturverläufe in der gemauerten Wand hochaufgelöst zu erkennen sind (der Zeitraum ist exakt gleich). Bitte beachten Sie die hohe Temperaturauflösung: zwischen den durchgehenden und den gestrichelten horizontalen Gitternetzlinien besteht ein Abstand von 0,5 °C. Auf dieser Grafik sind Unterschiede von weniger als einem Zehntel Grad noch zu erkennen. Auch auf dieser Grafik ist zu erkennen, wie gut die bauphysikalische Berechnung (schwarze Kurven) mit der Messung (farbige Symbole) übereinstimmt.

Grafik: Lupendarstellung der Temperaturmesswerte in der Mauersteinwand hinter einer guten Wärmedämmung. Die gemauerte Wand bleibt trotz niedriger Außentemperaturen im gesamten Querschnitt warm. Die Messergebnisse stimmen auf wenige Zehntel Grad mit den Berechnungen nach der Wärmeleitungsgleichung überein. (Klick auf die Grafik liefert eine höher aufgelöste Version)

Dass und warum sich die Temperaturen in der gemauerten Wand überhaupt verändern, das kann mit dieser Lupendarstellung sehr schön verstanden werden. Die Veränderung geht nämlich nicht vom Wärmeabfluss aus der Wand nach außen aus - dort befindet sich nämlich die Wärmedämmung, die ihre Aufgabe ausgezeichnet erfüllt und die Außeneinflüsse weitgehend abschottet. Die Veränderung geht vielmehr von der inneren Wandoberfläche (rote Striche -) aus: Bei den Temperaturen der Innenoberfläche sind die Änderungen nämlich am größten und sie erfolgen zeitlich vor den Änderungen tiefer in der Wand. Das erklärt sich ganz einfach (Daten vom 12. Oktober):

• Zunächst nimmt von 0:00 bis kurz vor 6:00 die Temperatur aller gemauerten Wandschichten ab: Die Wand gibt (nach innen und außen) Wärme ab, und zwar Innen durch Wärme-Abstrahlung an die in der Nacht kalte Fensteroberfläche.
• Ab 6:00 ist im Raum eine wachsende Einstrahlungsintensität durch das Fenster wirksam (es handelte sich am 12. Oktober um einen klaren Tag). Alle Innenoberflächen im Raum werden solar erwärmt, so auch diese Wandinnenoberfläche. Diese Westwand wird sogar bis ca. 9:00 direkt getroffen, daher der steile Anstieg (um 7:30 läuft ein Schatten des Fensterrahmens durch, das wiederholt sich auch am 13. Oktober). Aber auch nachdem die Strahlung nur noch indirekt wirksam wird, nämlich durch die Wärmeabstrahlung des später überwiegend solar beleuchteten Fußbodens, steigt die Temperatur der Innenoberfläche weiter an, bis zu einem Maximum um 13:00 bei 25,3 °C.
• Die nächste Schicht mit Messfühler, 88 mm tief in der Wand, folgt dem raschen Anstieg der Putzoberfläche verspätet und gedämpft. Die Temperatur steigt dort "nur" um 0,75 Grad an und das Maximum wird erst gegen 18:00 erreicht.
• An der hintersten Mauerwerksschicht tritt das Maximum sogar erst um 19:30 auf und es erreicht nur 23,8 °C. Hier gibt es auch einen geringen Einfluss von außen her, der von der Wärmedämmung zwar stark abgeschirmt wird, aber wegen der viel geringeren Außentemperatur immer noch bemerkbar ist. Vor allem dadurch, dass die Temperatur an der Mauersteinaußenseite immer niedriger ist als die der Wandinnenoberfläche.

Es ist aus dieser noch höher aufgelösten Darstellung also sehr gut zu erkennen, dass die relativ schnellen Veränderungseinflüsse von der Innenseite der Konstruktion ausgehen. Dennoch ist der Wärmestrom in der Wand im Mittel immer noch nach außen gerichtet: Das sieht man an der Temperaturreihenfolge, die fast immer in der Ordnung Innenoberfläche - Mitte - außen besteht. Die im Mittel noch bestehenden Temperaturdifferenzen sind sehr klein (ca. 0,6 Grad über der gemauerten Wand), entsprechend klein sind die noch bestehenden Wärmeverluste.

Gerade die hier dargestellte hohe Auflösung zeigt sehr gut, wie präzis die Berechnung mit den Messwerten übereinstimmt.

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(aktualisiert 01.11.2006 Autor: Dr. Wolfgang Feist 
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