Messmethoden  zum Nachweis der Projektierungsvorschriften der  

Energieeinsparverordnung   

Inhaltsverzeichnis   

Seite   

1.  Einleitung  1

2.  Stand der Technik - Die Energieeinsparverordnung (EnEV)  2

2.1  Entstehung der Energieeinsparverordnung  2

2.2  Ziel der Energieeinsparverordnung  2

2.3  Inhalte der Energieeinsparverordnung  3

3.  Messmethoden zum Nachweis der Vorschriften der EnEV  4

3.1  Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen  4

3.1.1  Wärmetechnische Grundlagen  4

3.1.2  Messmethoden zur Bestimmung des Wärmedurchgangs-  8

koeffizienten   

3.1.2.1  Bestimmung des U-Wertes über die Dichte  8

3.1.2.2  Bestimmung des U-Wertes über den Wärmedurchlass-  10

widerstand   

3.1.2.3  Auswertung der Messergebnisse  16

3.2  Untersuchung der Luftdichtheit eines Gebäudes  17

3.2.1  Luftdichtheitsmessung mit dem Blower-Door-Verfahren  19

3.2.2  Verfahren zur Darstellung der Leckagen  24

3.2.3  Checkliste zur Messdurchführung  26

3.3  Untersuchung von Gebäuden auf Wärmebrücken  28

3.3.1  Wärmebrücken und deren Auswirkungen  30

3.3.2  Grundlagen der Gebäudethermographie  34

3.3.3  Durchführung der Gebäudethermographie  37

3.3.4  Auswertung der Thermographiebilder  38

II

3.4 Bestimmung der Materialfeuchte von Bauteilen vor Ort 41 3.4.1 Feuchteeintritt 42 3.4.2 Feuchteschäden 43 3.4.3 Messverfahren zur Bestimmung der Materialfeuchte 46 3.4.4 Auswertung der Messergebnisse 53

4. Durchführung einer Blower-Door-Messung 55

4.1 Messvorbereitung 55 4.2 Messdurchführung 62 4.3 Auswertung der Daten der Mehr-Punkt-Messung 65

5. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 68

Anhang A Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten nach EnEV 71

Anhang B Energiebedarfsausweis nach § 13 der EnEV 72

Anhang C Wärmebedarfsausweis nach § 13 der EnEV 74

Anhang D Leckageprotokoll Blower-Door-Messung 75

Bildverzeichnis IV

Tabellenverzeichnis VI

Verzeichnis der Formelzeichen und Einheiten VII

Literaturverzeichnis VIII

III

1. Einleitung

Mit der Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) stellen sich für Ingenieure und Architekten neue Anforderungen hinsichtlich der planerischen Gestaltung eines Gebäudes. Bauphysikalische und anlagentechnische Kriterien rücken näher zusammen, so dass eine ganzheitliche Planung eines Gebäudes unabkömmlich ist. Die EnEV berücksichtigt die gewachsenen wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen und folgt den gestiegenen Qualitätsforderungen bezüglich der Wärmebrückenthematik, Luftdichtheit, Wärmeschutz und Anlagentechnik von Gebäuden und spiegelt in ihren Vorschriften den Stand der Technik wieder. Die energetischen Eigenschaften eines Gebäudes, die aus den Berechnungsvorschriften der EnEV resultieren, sind zukünftig in einem Energieausweis festzuhalten. Dieser dient als Nachweis der energetischen Gebäudekennwerte und ist bei Eigentumswechsel ein wichtiges Dokument für Käufer und Verkäufer. Einem erhöhten Planungs- und Kostenaufwand stehen, bei konsequenter Einhaltung der EnEV-Vorschriften, erhebliche Einsparpotentiale wie geringerer Energieverbrauch und Vermeidung von Bauschäden gegenüber. Zusätzlich erhöhen sich Qualität der Gebäudesubstanz und Wohnkomfort.

Um die Einhaltung der Projektiervorschriften der Energieeinsparverordnung an einem fertig gestellten Gebäude messtechnisch nachzuweisen, werden nachfolgend Meßmethoden und Messverfahren genannt und beschrieben. Diese Verfahren sollen eine möglichst genaue Bestimmung des Gebäude-Ist-Zustandes hinsichtlich der genannten Qualitätsforderungen liefern, um somit nicht nur die Anwendung der Projektier-vorschriften der EnEV bei Gebäudeneubauten zu kontrollieren, sondern auch bei Bedarf eine zielgerichtete Sanierung von Altbauten gemäß EnEV zu ermöglichen.

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2. Stand der Technik - Die Energieeinsparverordnung (EnEV)

2.1 Entstehung der Energieeinsparverordnung

Die Energieeinsparverordnung, veröffentlicht und ausgegeben am 21. November 2001 und seit dem 01. Februar 2002 als Gesetz in Kraft getreten, ist das Resultat einer konsequenten Anpassung der bestehenden Vorschriften an sich ständig verändernde technische und wirtschaftliche Randbedingungen. Grundlage für die Entstehung der Energieeinsparverordnung bildet das, durch den Bundestag und Bundesrat erlassene Gesetz zur Einsparung von Energie in Gebäuden (Energieeinspargesetz). Das Energieeinspargesetz ermöglichte zunächst das Erlassen der Rechtsverordnungen über einen energiesparenden Wärmeschutz von Gebäuden (Wärmeschutzverordnung) und über energiesparende Anforderungen an heizungstechnische Anlagen und Brauchwasseranlagen (Heizungsanlagenverordnung). Die EnEV stellt einen inhaltlichen Zusammenschluss der Wärmeschutzver-ordnung und der Heizungsanlagenverordnung dar und löst seit in Kraft treten diese beiden Verordnungen ab.

2.2 Ziel der Energieeinsparverordnung

Wegen des bedeutsamen Einsparpotentials im Gebäudebereich bildet die Energie-einsparverordnung ein wesentliches Element des Klimaschutzprogramms der Bundesregierung. Gut ein Drittel der CO 2 -Emissionen wird dem Energieverbrauch im Gebäudebereich zugerechnet. Die jetzt vorgesehene Verschärfung der Anforderungen ist deshalb auch Bestandteil der Initiative der Bundesregierung zur Senkung der CO 2 - Emissionen, durch die bis zum Jahre 2005 eine Verminderung der Emissionen gegenüber dem Stand von 1990 um 25 % erreicht werden soll [2]. Mit dieser Verordnung soll vor allem der Energiebedarf für die Beheizung von Gebäuden und die Warmwasserbereitung nachhaltig begrenzt werden.

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2.3 Inhalte der Energieeinsparverordnung

Die Energieeinsparverordnung (EnEV) enthält für den Neubau von Gebäuden folgende Bestimmungen:

- Senkung des Energiebedarfs neu zu errichtender Gebäude auf einen Niedrig-energiehausstandard, also um durchschnittlich 30 % gegenüber dem Niveau des geltenden Rechts,

- Übergang zu einer ganzheitlichen Betrachtung von Neubauten unter Einbeziehung der Anlagentechnik, auch um das Einsparziel flexibel und kostengünstig zu erreichen,

- Weiterentwicklung des vereinfachten Nachweisverfahrens für bestimmte Wohngebäude,

- Erleichterung des Einsatzes erneuerbarer Energien zur Heizung, Lüftung und Warmwasserbereitung insbesondere bei Neubauten,

- Erhöhung der Transparenz für Bauherren und Nutzer durch aussagefähige Energieausweise (Anhang B und C).

Bei der Sanierung des Gebäudebestands nach EnEV sind folgende Bestimmungen einzuhalten:

- Verschärfung der energetischen Anforderungen bei wesentlichen Änderungen an Bauteilen, die erneuert, ersetzt oder erstmalig eingebaut werden,

- Verpflichtung zur Außerbetriebnahme besonders alter Heizkessel, die deutlich unter den heutigen Effizienzstandards liegen, bis zum Ende des Jahres 2005 bzw. 2008,

- Dämmung von obersten Geschossdecken und von ungedämmten Rohrleitungen für die Wärmeverteilung und Warmwasser bis Ende 2005,

- Rahmen für freiwillige Angabe von Energieverbrauchskennwerten.

Weitere Vorschriften sind als übergreifende Schwerpunkte zu betrachten:

- Rechtsvereinfachung durch Zusammenfassung von Wärmeschutz- und Hei-zungsanlagenverordnung zu einer einheitlichen Verordnung,

- Entlastung des Verordnungstextes durch Verweise auf Regeln der Technik,

- Umsetzung europarechtlicher Vorgaben,

- Anpassung der energiesparrechtlichen Vorschriften an die Weiterentwicklung der technischen Regeln, insbesondere die neuen europäischen Normen.

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3. Messmethoden zum Nachweis der Vorschriften der EnEV

3.1 Bestimmung des Wärmedurchgangkoeffizienten von Bauteilen

3.1.1 Wärmetechnische Grundlagen

Temperaturunterschiede zwischen verschiedenen Körpern versuchen sich stets dadurch auszugleichen, dass die Wärme vom Ort der höheren zu dem der niedrigeren Temperatur wandert. Dieser Wärmeübergang kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, durch Wärmestrahlung, Wärmekonvektion und Wärmedurchgang [3].

Die Wärmestrahlung

Bei der Wärmestrahlung wird Energie in Form elektromagnetischer Wellen von Körpern abgegeben. Diese elektromagnetischen Wellen liegen im Wellenlängenbereich von 0,8 µm - 800 µm.

Im Falle einer Wärmeübertragung durch Strahlung zwischen zwei Körpern gibt der wärmere Körper mehr Energie als der kältere ab, so dass der kältere Körper die auf ihn gerichtete Strahlung des wärmeren Körpers aufnimmt. Dieses Aufnahme- bzw. Absorptionsvermögen ist allerdings stoffabhängig, weil die auf einen Körper auftreffende Strahlung auch zum Teil reflektiert oder durchgelassen wird. Für den Energie-transport durch Strahlung ist kein Übertragungsmedium notwendig, er findet auch im gasleeren Raum statt.

Die Wärmekonvektion

Wird Wärme an strömende Flüssigkeiten oder Gase übertragen und diese aufgrund ihrer Bewegung den Energietransport vollziehen, nennt man das Konvektion oder Wärmemitführung. Diese Art der Wärmeübertragung unterscheidet sich in freie und erzwungene Konvektion. Wird bei der erzwungenen Konvektion die Bewegung des Fluids durch eine Pumpe oder ein Gebläse hervorgerufen, so findet bei der freien Konvektion diese Bewegung nur wegen der Wärmeübertragung selbst statt. Ursache für die freie Konvektion ist ein Dichteunterschied im Fluid, dieser entsteht durch Erwärmen und Abkühlen des Fluides.

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Der Wärmedurchgang

Fließt zwischen zwei Fluiden, die durch eine feste Wand getrennt sind, aufgrund eines Temperaturunterschiedes ein Wärmestrom, spricht man von Wärmedurchgang [4]. Der Wärmedurchgang durch ein Bauteil beinhaltet den Wärmeübergang von der begrenzenden wärmeren Luftschicht zu einer Seite des Bauteils (z.B. innere Wandfläche), der Wärmeleitung durch das Bauteil hindurch und den Wärmeübergang von dessen anderer Oberfläche (z.B. äußere Wandfläche) an die begrenzende kältere Luftschicht. Die angegebenen Größen Wärmeübergang und Wärmeleitfähigkeit sind im Wärmedurchgangskoeffizienten U festgehalten (Bild 02).

U

Die Wärmeleitung

Wärmeleitung ist der Wärmetransport von Teilchen zu Teilchen in festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen. Innerhalb von Stoffen wird die Wärme vorwiegend durch Übertragung von Schwingungen von den wärmeren zu den niedriger temperierten Teilchen übertragen. Liegen die Teilchen dicht beieinander, können gleichzeitig viele Schwingungen übertragen werden. Befinden sich zwischen den Teilchen Hohlräume erfolgt die Übertragung langsamer. Die Wärmeleitfähigkeit der Stoffe ist deshalb in der Regel umso größer, je größer deren Dichte ist (Bild 01).

Bild 01: Wärmeleitfähigkeitsbereiche einiger Baustoffe in Abhängigkeit der Dichte [4]

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Die Wärmleitfähigkeit eines Stoffes ist demnach eine materialabhängige Größe, die durch den Wärmeleitkoeffizient ? mit der Einheit W/(mK) charakterisiert wird. Der Wärmeleitkoeffizient gibt die Wärmemenge an, die in 1 Sekunde durch 1 m² einer 1 m dicken Schicht eines Stoffes hindurchgeht, wenn sich die Oberflächentemperaturen dieser Schicht um 1 K unterscheiden [3]. Je größer ?, desto besser also das Wärmeleitvermögen eines Bauteiles oder desto geringer die wärmedämmende Wirkung des Stoffes.

Q

Der daraus abgeleitete Wärmedurchlasswiderstand R (m ² K/W) kennzeichnet die Fähigkeit eines Bauteils, Wärme zu dämmen. Je größer R, desto besser die Wärmedämmung.

Der Wärmeübergang

Feste Körper, die mit flüssigen oder gasförmigen Medien anderer Temperatur in Berührung kommen, geben Wärme an diese ab oder empfangen sie. Diese Übertragung wird Wärmeübergang genannt.

Der Wärmeübergangskoeffizient drückt die Wärmemenge in Ws aus, die pro Se-kunde zwischen 1 m² der Oberfläche eines festen Stoffes und der ihn berührenden Luft ausgetauscht wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen Luft und Stoffoberfläche 1 Kelvin beträgt.

Weitere Kenngrößen des Wärmeübergangs sind der innere und äußere Wärmeüber-gangswiderstand. Der innere Wärmeübergangswiderstand R si (Formel 6) gibt an, welcher Widerstand einem bei einer Temperaturdifferenz von 1 K fließender Wärmestrom zwischen dem Wärmeverteiler und der inneren Oberfläche eines Bauteils entgegengesetzt wird.

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Der äußere Wärmeübergangswiderstand R se (Formel 7) gibt an, welcher Widerstand einem bei einer Temperaturdifferenz von 1 K fließender Wärmestrom von der äußeren Wandoberfläche an die Außenluft entgegengesetzt wird. Beide Werte sind für das Bauwesen der DIN 4108-4 zu entnehmen (Tabelle 1).

Tabelle 1: Wärmeübergangswiderstände R s nach DIN 4108-4

Zusammensetzung des Wärmedurchgangskoeffizienten

Der U-Wert, in W/(m²K), ist folglich die wichtigste Größe zur Beschreibung und Beurteilung des energetischen Verhaltens eines Bauteils, weil in ihm sowohl die Wärmeleitfähigkeit der Baustoffe als auch der Wärmeübergang von Baustoff zur Umgebungsluft bzw. umgekehrt berücksichtigt sind. Er gibt den Wärmestrom in Watt an, der eine 1 m² große Fläche bei einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin zwischen Innen- und Außenluft durchströmt. Schlecht gedämmte Bauteile weisen einen hohen, gut gedämmte Bauteile einen niedrigen U-Wert auf.

3.1.2 Meßmethoden zur Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten

Das Bestimmen des Wärmedurchgangskoeffizienten (U) von vorhandenen Baukonstruktionen ist dann notwendig, wenn eine Sanierung von Gebäuden erforderlich ist. Dies geschieht oft im Zusammenhang mit dem Einbau einer neuen Heizungsanlage, um den verschärften energetischen Anforderungen der EnEV nachzukommen. Eine solche Bestimmung kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Grundsätzlich ist es wichtig Schichtdicke und Baustoff der zu bewertenden Konstruktion zu ermitteln. Die sicherste Variante ist das Einsehen von Bauunterlagen, wie zum Beispiel Leistungsverzeichnisse und Bauzeichnungen. Sind solche Unterlagen nicht bzw. nicht mehr vorhanden, muss der Gebäudezustand in einer Vor-Ort-Analyse aufgenommen werden. Eine wenig aufwendige Maßnahme ist dabei die Sichtkontrolle. Dabei müssen die Baukonstruktionen hinsichtlich ihrer Materialien und deren Schichtdicken begutachtet werden. Da dies allerdings nicht immer möglich ist (bei mehrschichtigen Wandaufbauten), sind messtechnische Untersuchungen oft unerlässlich. Hierbei sind prinzipiell zerstörungsfreie und zerstörende Methoden zu unterscheiden.

3.1.2.1 Bestimmung des U-Wertes über die Dichte

Bei diesem Verfahren ist ein Eingriff in die Baukonstruktion unvermeidlich, sofern nicht noch Baureste wie alte Steine vorhanden sind. Es handelt sich um eine zerstörende Methode. Dem Bauteil (der Wand) ist also eine Steinprobe beispielsweise in Form einer Kernbohrung zu entnehmen. Das Gewicht der Probe m Probe ist durch wiegen festzustellen, anschließend wird das Volumen der Probe, wenn möglich, durch ausmessen der geometrischen Daten und anschließender Berechnung festgestellt. Dies ist bei einer quader- oder zylinderförmigen Probe problemlos zu bewerkstelligen.

Ist ein Ausmessen und anschließendes Berechnen nicht möglich, wird das Volumen der Probe in einem wenig aufwendigen Versuch ermittelt. Ein Gefäß, z.B. ein Messzylinder, wird mit einer bekannten Menge Wasser V Wasser gefüllt. Die Steinprobe wird nun in das Gefäß getaucht und der neue Füllstand V gesamt abgelesen. Mit der Gleichung (10) ist das Volumen der Probe (V Probe ) einfach zu berechen. Ein Problem stellen dabei allerdings poröse Materialien dar. Diese würden die Prüfflüssigkeit zum Teil aufnehmen und nicht ihr gesamtes Volumen verdrängen. Poröse Stoffe sind deshalb vor Flüssigkeitseindringung zu schützen. Dieses kann durch einen Anstrich realisiert werden.

V

gesamt Wasser obe Pr

Mit Gleichung (11) erfolgt dementsprechend die Berechnung der Dichte Probe der entnommenen Probe.

m

Die errechnete Dichte der Probe liefert mit Hilfe eines Wärmeleitfähigkeit-Dichte-Diagramms wie z.B. Bild 1, der DIN 4108-4 oder anderer Literatur für ältere Baustoffe Kenntnisse über die Wärmeleitfähigkeit der Probe. Nach dem Ablesen der Wärmeleitfähigkeit ist dann nach Formel 2 der Wärmedurchgangskoeffizient U zu berechnen.

Aufgrund der Tatsache, dass eine Fehlinterpretation der Baustoffgruppe bzw. des Baustoffmaterials nicht auszuschließen ist und das Wärmeleitfähigkeit-Dichte-Diagramm nur Wärmeleitfähigkeitsbereiche von Baustoffgruppen darstellt, ist eine fehlerhafte Ermittlung aus dem Diagramm bzw. der Tabelle nach DIN 4108-2 nicht auszuschließen.

Beispiel einer Fehlerberechnung:

Einer Wand wird eine Steinprobe entnommen. Nach Durchführung der Untersuchungen wird eine Dichte von = 2200 ^kg / m³ festgestellt. Aufgrund des optischen Eindrucks wird vermutet, dass es sich um einen Vollklinker handelt. Mit diesen Kenntnissen wird aus der DIN 4108-4 ein Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von = 1,2 ^W / ^mK ermittelt.

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Geht man mit gleichen Kenntnissen in das Wärmeleitfähigkeit-Dichte-Diagramm (Bild 01) findet man lediglich eine gröbere Eingrenzung in eine Baustoffgruppe vor. Es wird die Baustoffgruppe „Mauerwerk“ gewählt. Der Wärmeleitfähigkeitsbereich beträgt in dieser Baustoffgruppe für die Dichte von = 2200 ^kg / m³ dementsprechend

0,85 - 1,3 ^W / mK . Davon ausgehend, dass der in der DIN 4108-4 angegebene Wert

weitestgehend dem tatsächlichen -Wert der zu analysierenden Probe entspricht,

wird nachfolgend der maximal zu erwartende prozentuale Fehler F %,max berechnet.

Es tritt also eine, für dieses Beispiel maximale Abweichung von 29,17% auf, obwohl die Stoffgruppe richtig zugeordnet wurde.

3.1.2.2 Bestimmung des U-Wertes über den Wärmedurchlasswiderstand

Im Gegensatz zur Bestimmung über die Rohdichte bietet die Bestimmung über den Wärmedurchlasswiderstand eine zerstörungsfreie Möglichkeit der Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten. Diese Methode ist allerdings nicht weniger aufwendig durchzuführen. Der U-Wert kann zwar vor Ort, ohne das Entnehmen von Proben, gemessen werden, das Messen erfordert bei schwereren Elementen aber eine Messperiode von mindestens 48 Stunden [5]. Die Notwendigkeit dieser langen Messdauer ergibt sich aus dem instätionären Verhalten von Bauteilen. Der instationäre Zustand wird durch eine sich zeitlich ändernde Temperatur des Bauteils, aufgrund seiner nicht konstanten Umgebungstemperatur, hervorgerufen. Dieser Sachverhalt hat zur Folge, dass die durch das Bauteil fließenden Wärmeströme und die in ihm gespeicherte Wärme ebenfalls zeitlich variabel sind. Das Aufnehmen von Messwerten für Wärmestrom und Temperaturen über einen entsprechend langen Zeitraum und dem anschließenden Bilden von Mittelwerten soll in ausreichender Annäherung den stationären Zustand darstellen. Voraussetzungen für das Anwenden des Wärmestrommessverfahrens nach DIN EN 12494 sind zum einen konstante thermische Eigenschaften des zu untersuchenden Stoffes und zum anderen eine

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geringe, vernachlässigbare Änderung der inneren Energie des Stoffes im Verhältnis zur durchfließenden Wärmemenge. Des Weiteren muss das zu untersuchende Element ausreichend homogen sein. Der Wärmestrommesser darf nicht in der Nähe von Wärmebrücken, Rissen und anderen Einflüssen, wie der Nähe von Heiz- und Kühlgeräten, installiert werden. Die Homogenität bzw. die annähernd konstanten thermischen Eigenschaften der Prüfstelle können vor dem Beginn der Wärmestrommessung durch eine thermografische Aufnahme mit anschließender Auswertung erfolgen.

Installation des Wärmestrommessers am Bauteil

Um den U-Wert einer baulichen Konstruktion vor Ort zu bestimmen ist unter anderem die Wärmestromdichte q in ^W / m² , die diese Konstruktion durchströmt gemäß den Vorschriften der DIN EN 12494 zu messen. Dafür ist der Wärmestrommesser bzw. die Wärmestrommessplatte auf der Wärmseite des Bauelements zu installieren (Bild 03).

Des Weiteren muss der Wärmestrommesser mit seiner gesamten Messfläche direkten thermischen Kontakt mit der Oberfläche des Prüflings haben. Der Kontakt wird durch das Auftragen einer dünnen thermischen Kontaktmasse, die eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, hergestellt. Die eventuellen Unebenheiten der Oberflächen werden ausgeglichen.

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Installation des Temperaturmessfühlers am Bauteil

Zur Erfassung des Wärmedurchlasswiderstandes ist neben der Messung des Wärmestromes auch die Messung der inneren und äußeren Oberflächentemperatur To 1 und To 2 des zu prüfenden Bauteils notwendig. Dazu werden im Verfahren nach DIN EN 12949 die Temperaturmessfühler auf der Warmseite des Bauteils unter dem Wärmestrommesser angebracht, falls diese nicht in ihm integriert sind. Die Temperaturmessfühler für die Außenfläche werden auf der Außenfläche gegenüber vom Wärmestrommessers bzw. Temperaturmessfühlers angebracht (Bild 03). Als Temperaturmessfühler sind dünne Thermopaare und flache Widerstandsthermometer geeignet. Um eine Verfälschung der Messergebnisse durch Sonneneinstrahlung zu vermeiden, wird empfohlen, Wärmestrommesser und Oberflächentemperaturfühler gleicher Farbe und gleicher Emissionswerte auszuwählen und diese gegebenenfalls durch eine provisorische Abdeckung vor direkter Sonneneinstrahlung zu schützen.

Auswahl der zu analysierenden Messdaten

Die Auswahl der zu analysierenden Messdaten der Vor-Ort-Untersuchung ist zum einen abhängig von der Art und Beschaffenheit des zu prüfenden Bauteils. Dazu gehören beispielsweise schwere oder leichte Bauelemente und die Art der Dämmung (innere oder äußere Dämmung). Zum anderen sind schwankende Innen- und Außentemperaturen vor und während der Messung ebenfalls nicht zu vernachlässigende Faktoren, weil daraus das instationäre Verhalten resultiert.

Für leichte Elemente mit einer Wärmekapazität pro Einheitsfläche < 20 ^kJ / m²K und einem Wärmedurchlasswiderstand R von maximal 1 ^m²K / W empfiehlt DIN EN 12494 die Analyse der nachts erfassten Daten, d.h. Daten die eine Stunde nach Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang aufgenommen wurden. Bei Verwendung dieser Messdaten wird der Einfluss der Sonneneinstrahlung minimiert. Allerdings müssen die verwendeten Baustoffe und deren Schichtdicken abgeschätzt werden, um die einzuhaltenden Stoffkennwerte ermitteln zu können. Für alle anderen Bauelemente und im Falle von unbekannten Baustoffen sind die Daten eines Analysezeitraums, der ein ganzzahliges Vielfaches von 24 Stunden ist, anzuwenden.

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Datenanalyse nach dem Mittelwertverfahren

Bei dem Mittelwertverfahren wird der Wärmedurchlasswiderstand von Oberfläche zu Oberfläche des Bauteils nach der folgenden Formel 12 berechnet. Es wird die mittlere Temperaturdifferenz durch die mittlere Wärmestromdichte dividiert, wobei die Mittelwerte über einen ausreichend langen Zeitraum erfasst werden müssen, um das instationäre Verhalten der Bauteile zu kompensieren.

Um eine ausreichende Genauigkeit zu gewährleisten, beträgt die Mindestmessdauer bei leichten Bauteilen bei stabiler Umgebungstemperatur 72 Stunden. Aufgrund der Tatsache, dass die Messwertanalyse aus den nachts erfassten Daten erfolgt, kann von annähernder Stabilität der Umgebungstemperatur ausgegangen werden. Dennoch muss die Messdauer verlängert werden, wenn die Ergebnisse aus drei aufein-ander folgenden Nächten um mehr als 2% abweicht.

Bei schweren Baustoffen beträgt die Mindestmessdauer ebenfalls 72 Stunden. Hierbei werden sämtliche, während der Messdauer aufgenommen Daten, ausgewertet. Die Prüfung kann nach 72 Stunden beendet werden, wenn der errechnete Wärme-durchlasswiderstand nicht mehr als 2% von dem 24 Stunden zuvor berechneten Wärmedurchlasswiderstand abweicht und der Wärmestrommesser weder direkter Sonneneinstrahlung noch Regen ausgesetzt wurde.

Der Wärmdurchgangskoeffizient wird abschließend durch das Bilden des Kehrwertes vom Wärmdurchlasswiderstand R und unter Einbezug des inneren und äußeren Wärmeübergangswiderstandes wie folgt ermittelt:

U

Datenanalyse nach dem Ermittlungsverfahren

Die Datenanalyse nach dem Ermittlungsverfahren erfolgt für leichte Baustoffe durch das Auswerten der nachts aufgenommenen Datensätze. Die Daten sind solange zu erfassen bis der aus den Daten (Temperatur und Wärmestromdichte) berechnete Wärmedurchlasswiderstand eine maximale Abweichung von 2 % von einer zur nachfolgenden Nacht aufweist. Ist diese maximale Abweichung erreicht, kann die Prüfung beendet werden. Der Wärmedurchgangskoeffizient ist anschließend nach Formel 13 zu berechnen.

Für schwere Baustoffe hat die Prüfdauer mindestens 48 Stunden zu betragen, wobei die Prüfdauer in drei Zeitspannen, die sich maximal 50 % überlappen dürfen, oder in vier direkt aneinanderreihende Zeitspannen aufzuteilen ist. Der Wärmedurchlasswi-derstand ist für jede Zeitspanne nach Formel 12 aus den gemessenen Oberflächentemperaturen und den zugehörigen Wärmestromdichten zu ermitteln. Anschließend sind die Wärmedurchlasswiderstände der jeweiligen Zeitspannen miteinander zu vergleichen. Die Messung über die gesamte Prüfdauer ist dann erfolgreich, wenn die ermittelten Wärmedurchlasswiderstände innerhalb einer Zeitspanne eine maximale Änderung von ⁺ 2 % aufweisen und der gemittelte Wärmedurchlasswiderstand einer Zeitspanne nicht mehr als 2 % von dem der direkt folgenden Zeitspanne abweicht. Der Gesamtwärmedurchlasswiderstand ist dann abschließend durch das Mitteln der Wärmedurchlasswiderstände der einzelnen Zeitspannen nach der folgenden Formel 14 zu berechnen. Die Aufteilung der Mindestprüfdauer von 48 Stunden in die entsprechenden Zeitspannen ist in Bild 04 und Bild 05 dargestellt.

Die Anzahl der Messaufnahmen pro Zeitspanne sind so festzulegen, dass eine ausreichend genaue Mittelung der Daten erfolgen kann.

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