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Die Wärmeleitfähigkeit λ

Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt wieviel Wärme durch ein Material dringt. Dabei bedeutet ein kleiner λ-Wert eine niedrige Wärmeleitfähigkeit bzw. einen hohen Widerstand und damit gute Wärmedämmung. So hat Stahl beispielsweise eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (15 bis 50 W/(mK)), während Dämmung eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist (ca. 0,035 W/(mK)).

Es wird die Wärmemenge in Ws gemessen, die in 1 s durch 1 m² einer 1 m dicken homogenen Stoffschicht senkrecht zu den Oberflächen fließt, wenn der Temperaturunterschied 1 K beträgt. Es wird von 10 °C zu 9 °C gemessen.

Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit des Schöck Isokorb® λeq

Die mittlere oder auch äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq eines aus mehreren Baumaterialien bestehenden Bauelementes ist die Wärmeleitfähigkeit eines homogenen, quaderförmigen Ersatzbaustoffes gleicher Abmessung, welcher anstelle des komplexen Bauelementes im eingebauten Zustand die gleiche wärmeschutztechnische Wirkung erzielt. Es gibt zwei Möglichkeiten, die äquivalente Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen.

λeq,3.dim.

Bei dieser Methode wird eine aufwändige dreidimensionale Wärmebrückenberechnung mit dem tragenden Wärmedämmelement durchgeführt. Dabei wird der komplexe Aufbau eines tragenden Wärmedämmelements im Detail modelliert und der Wärmeverlust über die Wärmebrücke bestimmt. Anschließend wird das tragende Wärmedämmelement durch ein homogenes, quaderförmiges Bauelement ersetzt, das die Abmessungen des Dämmkörpers hat. Nun wird diesem Ersatzmodell eine Ersatzwärmeleitfähigkeit zugeordnet, die so lange iteriert wird, bis sich derselbe Wärmeverlust über die Wärmebrücke ergibt, wie mit dem detailliert modellierten Wärmedämmelement.

λeq,1.dim. (Näherungsverfahren)

Bei der zweiten Methode, die äquivalente Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen, wird eine arithmetisch gemittelte Wärmeleitfähigkeit aus den einzelnen Elementen eines tragenden Wärmedämmelements gebildet, bei der die jeweiligen Querschnittsflächen berücksichtigt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Wärmestrom im Dämmelement in eindimensionaler Richtung von innen nach außen fließt; dreidimensionale Effekte werden vernachlässigt. Dieses Verfahren wird auch in der DIN EN ISO 10211-1 für geringfügige punktbezogene Wärmebrücken beschrieben, die dann als quasi-homogene Schichten gesehen werden können, siehe dazu Abbildung 20. Bei Plattenanschlüssen mit dem Isokorb® liefert dieses Verfahren sichere Werte.

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Abbildung 20: Berechnungsverfahren des λeq-Werts für einen Schöck Isokorb®

In Abbildung 20 wird schematisch gezeigt wie der λeq -Wert für einen Schöck Isokorb® berechnet wird. Gedanklich wird er dabei längs geteilt, sodass alle Querschnittsflächen der einzelnen Komponenten zu sehen sind. Danach wird der Querschnitt jeder Komponente (Bewehrungsstäbe, Drucklager und Dämmmaterial) mit dem zugehörigen λ-Wert multipliziert. λeq wird dann aus der Summe dieser Komponenten ermittelt, indem diese durch die Gesamtquerschnittsfläche geteilt wird und es ergibt sich die äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq,1.dim.

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Das λeq-Verfahren wurde auf Grundlage der DIN EN ISO 10211 für den Schöck Isokorb® in der Zulassung (Z-15.7-240) validiert und ist mit den thermischen Randbedingungen nach DIN EN ISO 6946 sowie DIN 4108 Beiblatt 2 anwendbar. Gemäß dieser Zulassung dürfen damit neben den Wärmeverlusten der Wärmebrücke (ψ-Wert) auch die Oberflächentemperaturen θsi und damit auch der Temperaturfaktor fRsi berechnet werden. Somit ist das Verfahren für den Einsatz in marktüblicher Wärmebrücken-Software geeignet. An der Position des Isokorb® wird lediglich ein rechteckiger bzw. quaderförmiger Ersatzkörper modelliert und ihm wird der entsprechende λeq-Wert zugewiesen. Die Verwendung einer entsprechenden Berechnungssoftware ist notwendig, da die Wärmeströme in Wärmebrücken mehrdimensional zu berechnen sind.