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Transmissionswärmeverlust

Solange die Innenräume eines Gebäudes eine höhere Temperatur aufweisen als die Außenluft oder das Erdreich, wird Wärme durch die Gebäudehülle von innen nach außen geleitet (transmittiert). Diese Wärmeleitung führt zu einem Transmissionswärmeverlust des Gebäudes. Quantitative Angaben können sich auf eine Verlustleistung bei gegebener Temperaturdifferenz beziehen oder auch auf eine pro Jahr verlorene Wärmemenge unter gewissen Bedingungen (siehe unten).

Insbesondere bei Gebäuden ohne Wärmedämmung an Standorten mit nicht allzu mildem Klima stellen die Transmissionswärmeverluste meist den größten negativen Posten in der Energiebilanz des Gebäudes dar: Dieser Verlust ist dann größer als andere Verluste wie z. B. Lüftungsverluste und auch deutlich größer als solare Wärmegewinne (Sonneneinstrahlung durch die Fenster) und Gewinne durch innere Wärmequellen (Abwärme von Geräten und Personen). In der Folge entsteht eine Heizlast, welche ähnlich groß ist wie die Transmissionswärmeverluste. Bei einer Betrachtung des jährlichen Heizwärmebedarfs, der z. B. den Brennstoffverbrauch bestimmt, sind die Transmissionswärmeverluste dann natürlich auch von größter Bedeutung.

Bei Gebäuden mit guter Wärmedämmung ist die Situation deutlich anders. Hier werden die Transmissionswärmeverluste auf ein so niedriges Niveau gedrückt, dass sie sich in der gleichen Größenordnung wie Lüftungsverluste, solare Gewinne und Gewinne von inneren Wärmequellen bewegen. Wenn die Bilanz im Regelfall auch ohne zusätzliche Zufuhr von Heizwärme aufgeht, spricht man von einem Passivhaus. Heizwärme wird dann also nur an besonders trüben und kalten Tagen benötigt, und der jährliche Heizwärmebedarf ist weitaus tiefer als die (bereits tiefen) Transmissionswärmeverluste.

Berechnung der Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes

Bauphysikalische Berechnungen z. B. für die wärmetechnische Planung von Neubauten oder energetischen Sanierungen erlauben eine gute Abschätzung der Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes. In einem ersten Schritt wird der temperaturspezifische Transmissionswärmeverlust in Einheiten von W/K (Watt pro Kelvin) berechnet. Dies ist die Wärmeleistung, die bei einem Temperaturunterschied von einem Kelvin von innen nach außen fließt, also die Verlustleistung pro Kelvin. Diese Leistung ergibt sich als die Summe der Beiträge von allen Elementen der Gebäudehülle, d. h. von der Fassadenfläche, den Fenstern, dem Dach, etc. Die meisten Einzelbeiträge ergeben sich als das Produkt des jeweiligen U-Werts (Wärmedurchgangskoeffizienten) und der Bauteilfläche. Hinzu kommen Beiträge von Wärmebrücken, beispielsweise von Kellerwänden (die die Kellerdeckendämmung durchstoßen), Rollladenkästen und Balkonhalterungen. Für Teile der Hüllfläche, die nicht direkt an die Außenluft grenzen (z. B. die Kellerdecke), kann der jeweilige Beitrag mit einem Korrekturfaktor entsprechend reduziert werden.

Aus dem Resultat dieses ersten Schritts kann leicht die Verlustleistung für beliebige Außentemperaturen errechnet werden; man muss den Wert lediglich mit der tatsächlichen Temperaturdifferenz zwischen innen und außen multiplizieren.

Die gesamte Energiemenge, die während eines Jahres verloren geht, hängt natürlich auch von den klimatischen Bedingungen ab. Man benötigt also Daten über die Häufigkeitsverteilung der Außentemperaturen, aus denen die sogenannten Gradtagszahlen berechnet werden können. Der jährliche Transmissionswärmeverlust in Wattstunden ergibt sich durch Multiplikation des temperaturspezifischen Transmissionswärmeverlusts (in W/K) mit der Gradtagszahl, umgerechnet in K h (also multipliziert mit 24 h/d). Diese Energiemenge wird üblicherweise in Kilowattstunden (kWh) angegeben (also noch durch 1000 dividiert). Wenn statt der Gradtagszahl die Heizgradtage verwendet werden, sind die solaren und inneren Wärmegewinne bereits mit berücksichtigt, d. h. man hat nicht nur den reinen Transmissionswärmeverlust berechnet.

Der folgenden Rechner kann für ein einzelnes Bauteil oder eine Art von Bauteilen verwendet werden – etwa für den Transmissionswärmeverluste durch Fenster mit bekannten U-Wert und einer gegebenen Gesamtfläche:

Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass der jährliche Transmissionswärmeverlust keineswegs mit dem Heizwärmebedarf gleichzusetzen ist, da die Energiebilanz des Gebäudes noch andere Wärmegewinne und -verluste enthält. Allenfalls für schlecht wärmegedämmte Gebäude sind die beiden Werte ähnlich hoch.

Siehe auch: Wärmeleitung, Wärmedämmung, Wärmebrücke, Energiebilanz eines Gebäudes, Passivhaus, Lüftungsverluste