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Ist die Gebäudeoberfläche nass, erhöht sich der konvektive Energieabtrag, weil
der Oberfläche nun auch Kondensationswärme entzogen wird.
Der Wärmeübergang von festen Stoffen in die Luft und in Flüssigkeiten – und
auch der umgekehrte Vorgang – wurden schon von Newton überlegt. Zu einer
Lösung ganz praktischer Fragestellungen kam Newton aber nicht. Hierzu fehlte
es ihm an allem, so an Messgeräten und auch an der Mathematik. Heute weiß
man, dass derartiges nur mit sehr komplizierten Differentialgleichungen
behandelt werden kann und auch dann nur für genau messbare und
verhältnismäßig unkomplizierte Einzelfälle. Eine allgemeine Lösung für dieses
Problem gibt es bis heute noch nicht. Daher finden wir in Physikbüchern die
trostreiche Mitteilung, dass die Wärmeübergangszahl, die mit (α) bezeichnet
wird, eine Schwankungsbreite von 2 – 20 000 W/m²K hat. Die entscheidende
Größe an Fassadenaussenflächen ist hierbei die Windgeschwindigkeit (w), die in
m/s angegeben wird. Daher ist bei Windstille und in stehenden Luftschichten
die Wärmeübergangszahl mit etwa 2 W/m²K am geringsten. Es gibt
Faustformeln, bei denen die Windgeschwindigkeit in der Weise berücksichtigt
wird, dass der Wärmeübergangszahl stehender Luft der zwölffache Betrag der
Quadratwurzel aus (w) hinzuaddiert wird. Da wir die Windgeschwindigkeit
messen können haben wir also nun eine näherungsweise Berechnungsformel 114
für den konvektiven Wärmeübergang:
Φ konvektiv = 2 + 12 * (w) ½ * K in (W/m²K)
Ein kleines Rechenbeispiel:
Gegeben ist eine verputzte Wand mit einer Oberflächentemperatur von + 2 °C.
(275 K). Die Windgeschwindigkeit wurde mit 9 m/s bei einer Lufttemperatur
von – 3 °C (270 K) gemessen. Wir wollen den konvektiven Energieabtrag
bestimmen. Also setzen wir in die Formel ein:
Φkonvektiv = 2 + 12 * ( 9 ) ½ * (275 – 270) W/m² = 190 W/m²
Hätten wir Windstille, bliebe es beim Wärmeabtrag von 2 W/m², woraus wir
auch erkennen können, dass hierbei die Lufttemperatur verhältnismäßig
uninteressant ist. Bestimmend für die Wärmeübergangszahl sind aber auch
noch weitere Einflüsse wie
Rauhigkeit der Oberfläche
Windrichtung
Relative Luftfeuchte der Aussenluft
Feuchtigkeitszustand der Wandoberfläche
Der Praktiker muss hier entsprechende Berichtigungen in seiner Berechnung
vornehmen. Schön wäre es, wenn z.B. das Fraunhoferinstitut für Bauphysik
Messungen durchführen würde und diese den Fachleuten zur Verfügung stellen
würde. Der in der Norm DIN 4108 angegebene Pauschalwert für den
114 Entnommen aus Horst Herr, Wärmelehre, Verlag Europa – Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2.Aufl.1994
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