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Himmels. Ganz wichtig ist, dass diese Wetterdaten für jede Stunde vorliegen.
Wir verfügen somit für jede dieser Wetterkomponenten über etwa 8.760
Messwerte. Das ist eine schöne Menge. Insgesamt stehen uns etwa 70.000
Messwerte zur Verfügung. Diese große Datenmenge kann nur noch am
Computer – dort aber recht einfach – verarbeitet werden. Wollte man das „zu
Fuß“ machen, würden zehn Jahre Rechenzeit benötigt.
Einige fehlende Wetterdaten kann man überschlägig hinzurechnen. So kann der
Bedeckungsgrad mit dem Luftdruck in Zusammenhang gebracht werden. Bei
Hochdruck haben wir wenige oder gar keine Wolken. Somit ist dann die
Solarstrahlung größer. Bei Tiefdrucklagen ist es umgekehrt. In meinen
Berechnungen ist das berücksichtigt.
Aus der Bodentemperatur kann die dort emittierte Strahlung nach dem
Strahlungsgesetz von Stefan-Boltzmann errechnet werden. Bei den
Berechnungen kommt zutage, dass die so ermittelte Umgebungsstrahlung stets
größer als die Diffusstrahlung ist. Die auf ein Gebäude einwirkende Strahlung
besteht somit aus einer sehr gleichmäßigen und ganztägigen
Umgebungsstrahlung, die zeitweise von sehr hoher aber nur kurzeitig
einwirkender Solarstrahlung überlagert wird. Mengenmäßig überwiegt hierbei
die Umgebungsstrahlung ganz eindeutig. Die Bedeutung der Diffusstrahlung
besteht darin, dass sie die Bodentemperaturen beeinflusst, in den
Berechnungen jedoch vernachlässigt werden kann.
Die Windgeschwindigkeit ist von erheblichem Einfluss auf konvektive Ereignisse.
Nach recht brauchbaren Faustformeln erhöht sich nämlich die
Wärmeübergangszahl (α), die bei Windstille mit 2 W/m²K angenommen werden
kann, um den 12-fachen Betrag der Quadratwurzel aus der
Windgeschwindigkeit in (m/s) 172 .
Die auf einer Wand ankommende Solarstrahlung nimmt immer einen
bestimmten Einstrahlungswinkel zur Wandebene ein. Auch dies ist zu
berücksichtigen. Die in Abhängigkeit vom Luftdruck ohnehin schon reduzierte
Solarstrahlung muss außerdem noch mit dem Sinus des Einstrahlungswinkels
(γ) multipliziert werden. Dieser Winkel entsteht aus der Multiplikation der
Sinusse des Horizontalwinkels (α) und des Vertikalwinkels (β) 173 . Die
Vertikalwinkel können aus astronomischen Tabellen entnommen werden. Die
Horizontalwinkel entstehen daraus, dass die Sonne Punkt 6:00 Uhr im Osten
steht und um 18:00 Uhr im Westen. Stündlich rückt die Sonne um 15° von links
nach rechts weiter. Südlich des Äquators verläuft die Bahn von rechts nach
links. Die Sonne steht dann auch im Norden. Die Berechnungen zeigen auch,
dass im Sommer die Einstrahlungsleistung auf Ost- und Westwänden größer ist
als auf Südwänden. 174
172 Horst Herr, Wärmelehre, Europa – Lehrmittelverlag, 2.Aufl. 1994
173 Die Winkelbezeichnungen sind Festlegungen des Autors.
174 Diese Berechnung zur Solarstrahlung erinnert an Berechnungen zur Positionsbestimmung in der