Wärmetransmission und Wärmeabstrahlung: Berechnung, Formeln & Unterschiede?
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Wärmetransmission und Wärmeabstrahlung: Berechnung, Formeln & Unterschiede?

Obwohl Ich eigentlich vom Fach bin, ist mir erst jetzt eine Frage gestoßen auf die komischerweise noch nie nachgedacht habe. Den Transmissions-Wärmeverlust bei Gebäuden tut man ja normalerweise über den U-Wert berechnen. Nun gibt es da jedoch auch dass Stefan-Boltzmann Gesetz mit dem man die Abstrahlung von Wärme bei Körpern berechnen kann. Bei meinem Rechen-Beispiel sind beide Werte in etwa gleich groß, was mich verwirrt. Ich frage mich ob der ermittelte Strahlungsverlust in der Transmissionswärme-Formel schon irgendwie enthalten ist. Bin für Antworten dankbar.
  • Name:
  • konradrademacher
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    Die Frage zielt auf den Unterschied und die Zusammenhänge zwischen Wärmetransmission und Wärmeabstrahlung bei Gebäuden ab. Beide Mechanismen tragen zum Wärmeverlust bei, werden aber unterschiedlich berechnet und beeinflusst.

    Wärmetransmission: Beschreibt den Wärmefluss durch ein Bauteil (z.B. Wand, Fenster) aufgrund eines Temperaturunterschieds. Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) ist hier die zentrale Größe. Er gibt an, wie viel Wärme pro Quadratmeter und pro Grad Temperaturunterschied durch das Bauteil hindurchgeht. Je niedriger der U-Wert, desto besser die Wärmedämmung.

    Wärmeabstrahlung: Beschreibt die Emission von elektromagnetischer Strahlung (hauptsächlich Infrarot) von Oberflächen aufgrund ihrer Temperatur. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz beschreibt die abgegebene Strahlungsleistung in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Emissionsgrad der Oberfläche. Auch hier gilt: Je geringer die Wärmeabstrahlung, desto geringer der Wärmeverlust.

    In der Praxis werden beide Effekte berücksichtigt, wobei die Wärmetransmission meist den größeren Anteil am Wärmeverlust ausmacht. Die Wärmeabstrahlung spielt aber besonders bei Oberflächen mit hohem Emissionsgrad (z.B. unbeschichtete Heizkörper) eine Rolle.

    👉 Handlungsempfehlung: Bei der energetischen Bewertung eines Gebäudes sollten sowohl Wärmetransmission (U-Werte der Bauteile) als auch die Wärmeabstrahlung (Emissionsgrad der Oberflächen) berücksichtigt werden, um ein möglichst genaues Bild zu erhalten.

    📖 Wichtige Begriffe kurz erklärt

    Wärmetransmission
    Wärmetransmission ist die Wärmeübertragung durch ein Material aufgrund eines Temperaturunterschieds. Sie wird durch den U-Wert beschrieben. Verwandte Begriffe: Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung.
    Wärmeabstrahlung
    Wärmeabstrahlung ist die Emission von elektromagnetischer Strahlung (hauptsächlich Infrarot) von Oberflächen aufgrund ihrer Temperatur. Sie wird durch das Stefan-Boltzmann-Gesetz beschrieben. Verwandte Begriffe: Infrarotstrahlung, Emissionsgrad, Schwarzkörperstrahlung.
    U-Wert
    Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) gibt an, wie viel Wärme pro Quadratmeter und pro Grad Temperaturunterschied durch ein Bauteil hindurchgeht. Je niedriger der U-Wert, desto besser die Wärmedämmung. Verwandte Begriffe: Wärmedämmung, Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchlasswiderstand.
    Stefan-Boltzmann-Gesetz
    Das Stefan-Boltzmann-Gesetz beschreibt die abgegebene Strahlungsleistung eines Körpers in Abhängigkeit von seiner Temperatur und seinem Emissionsgrad. Verwandte Begriffe: Schwarzkörperstrahlung, Emissionsgrad, Temperaturstrahlung.
    Emissionsgrad
    Der Emissionsgrad ist eine Materialeigenschaft, die angibt, wie gut eine Oberfläche Wärme in Form von Strahlung abgibt. Er liegt zwischen 0 und 1. Verwandte Begriffe: Wärmeabstrahlung, Schwarzkörper, Infrarotstrahlung.
    Wärmeleitung
    Wärmeleitung ist der Transport von Wärmeenergie durch ein Material, ohne dass sich das Material selbst bewegt. Sie ist eine Form der Wärmetransmission. Verwandte Begriffe: Wärmetransmission, Konvektion, Strahlung.
    Konvektion
    Konvektion ist der Wärmetransport durch die Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen. Sie spielt eine Rolle bei der Wärmeübertragung an Oberflächen. Verwandte Begriffe: Wärmetransmission, Wärmeleitung, Strahlung.

    ❓ Häufige Fragen (FAQ)

    1. Was ist der Unterschied zwischen Wärmetransmission und Konvektion?
      Wärmetransmission ist die Wärmeübertragung durch ein festes Material, während Konvektion die Wärmeübertragung durch die Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen ist. Beide tragen zum Wärmeverlust eines Gebäudes bei.
    2. Wie beeinflusst der U-Wert die Wärmetransmission?
      Der U-Wert ist ein Maß für die Wärmedurchlässigkeit eines Bauteils. Je niedriger der U-Wert, desto geringer ist die Wärmetransmission und desto besser ist die Wärmedämmung.
    3. Was ist das Stefan-Boltzmann-Gesetz?
      Das Stefan-Boltzmann-Gesetz beschreibt die Wärmeabstrahlung eines Körpers in Abhängigkeit von seiner Temperatur und seinem Emissionsgrad. Es ist wichtig für die Berechnung von Wärmeverlusten durch Strahlung.
    4. Wie kann man die Wärmeabstrahlung reduzieren?
      Die Wärmeabstrahlung kann durch die Verwendung von Materialien mit niedrigem Emissionsgrad reduziert werden, z.B. durch spezielle Beschichtungen auf Heizkörpern oder Fenstern.
    5. Welche Rolle spielt die Oberflächentemperatur bei der Wärmeabstrahlung?
      Die Wärmeabstrahlung ist stark von der Oberflächentemperatur abhängig. Je höher die Temperatur, desto mehr Wärme wird abgestrahlt.
    6. Wie werden Wärmetransmission und Wärmeabstrahlung bei der Energieberatung berücksichtigt?
      Energieberater berücksichtigen sowohl die Wärmetransmission (U-Werte) als auch die Wärmeabstrahlung (Emissionsgrade) bei der Erstellung von Energieausweisen und Sanierungsempfehlungen.
    7. Welche Normen regeln die Berechnung von Wärmeverlusten?
      Die Berechnung von Wärmeverlusten wird in verschiedenen Normen geregelt, z.B. in der DINAbk. EN ISO 6946 (Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient) und der DIN EN ISO 10211 (Wärmebrücken).
    8. Was ist der Emissionsgrad?
      Der Emissionsgrad ist eine Materialeigenschaft, die angibt, wie gut eine Oberfläche Wärme in Form von Strahlung abgibt. Er liegt zwischen 0 und 1, wobei 1 einem idealen schwarzen Körper entspricht.

    🔗 Verwandte Themen

    • Wärmebrückenberechnung
      Die Berechnung von Wärmebrücken zur Vermeidung von Wärmeverlusten.
    • Dämmstoffvergleich
      Vergleich verschiedener Dämmstoffe hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit und Kosten.
    • Fenstersanierung
      Austausch alter Fenster zur Reduzierung von Wärmeverlusten.
    • Heizkörperoptimierung
      Optimierung der Heizkörperleistung und Reduzierung der Wärmeabstrahlung.
    • Energieausweis
      Erstellung eines Energieausweises zur Bewertung der energetischen Qualität eines Gebäudes.
  2. Wärmeabstrahlung

    Die Wärmeabstrahlung ist proportional der vierten Potenz der absoluten Temperatur.

    Da kommt bei 273 °K nicht viel zusammen.

    • Name:
    • Pauline Neugebauer
  3. fast gelöst

    Foto von wiki

    Ich habe mir die Frage jetzt (fast) selbst gelöst. Bei normalen Gebäuden liegt die Temperatur der Außenhülle nur knapp über der Umgebungstemperatur, weshalb die Wärmestrahlung hier vernachlässigt werden kann (Temperaturdifferenz geht nach Stefan-Boltzmann Gesetz in 4 ter Potenz in die Strahlungsverluste ein).

    Bei Dachflächen (gegen Himmel) oder sehr schlecht gedämmten Gebäuden ist es allerdings anders, deswegen muss man hier wohl tatsächlich die Strahlungsverluste dazu addieren.

    In meinem Rechenbeispiel (Wasser-Kühlung für den PC) waren die Strahlungsverluste jedoch fast identisch zu den Transmissionsverlusten, was mich verwirrt hat, doch es ist eben auch kein Gebäude also keine normale Bauphysik.

    Bleibt die Frage weshalb man bei der EnEVAbk. Berechnung der Dachflächen die Strahlungsverluste m.E. nicht berücksichtigt.

  4. Denkfehler

    Falls ich nicht komplett daneben liege hast Du einen Denkfehler in Deinen Überlegungen.

    Der U-Wert beschreibt im Ergebnis die Wärmemenge, welche das Bauteil "durchströmen" kann. Egal, welche Wärmemenge auf der einen Seite abgestrahlt wird, kann das nicht mehr sein als auf der anderen Seite nachkommen kann.

    Die Abstrahlung ist deshalb für die Beurteilung der Wärmedämmwirkung eines "normalen" Bauteils uninteressant.

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