Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 137

Die Lösung dieses Problems bezüglich der Temperaturverteilung ist damit durch Gl. (4.38)
gegeben.

− L
4 λ

r 1 ) + L

2 λ r 1 ln r

( r 2 − T ( r ) = T 1

r 1 .

(4.38)

Die Gln. (4.30; 4.36)b und (4.38) zeigen, dass die Temperatur essentiell von L und damit
vom Verhältnis i glob /δ abhängt. Neben der konduktiven Wärmeleitung im Absorberstreifen
wird die Temperatur des Absorbers auch durch dessen Wärmeleitfähigkeit a , seine Emissi-
vität ε und weitere in den folgenden Kapiteln diskutierten Aspekten der Wärmestrahlung
und des konvektiven Wärmeübergangs bestimmt, sodass die Temperatur eine Funktion
mehrerer Einflussparameter in der Form

T f ( i glob , ε , a , δ... ), (4.39)

=

darstellt.

4.3.1.2 Anwendung in Gebäudestrukturen mit Auswirkung
auf das Raumklima
Aus dem vorangegangenen Abschnitt wurde deutlich, dass für den Wärmedurchgang bei
Wärmeleitung das Verhältnis der spezifischen Wärmeleitfähigkeit λ zur Schichtdicke δ,
durch den die Wärme transportiert wird, eine herausragende Rolle spielt. Dieses Verhält-
nis wird in der Thermohydraulik als Wärmedurchgangskoeffizient, kurz k -Wert (in der
Gebäudetechnik oft als U -Wert) bezeichnet, dessen Werte in SI-Einheiten in (W/(m 2 K))
angegeben wird. Der Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten U ist der Wärme-
durchgangswiderstand R T , der respektive folgende Einheit (m 2 K/W) besitzt.

= λ
δ

W
m 2 K

m 2 K
W

= 1
k

= 1
U

k U R T .

= ;

(4.40)

Typische Werte des Wärmedurchgangskoeffizienten k im Bereich der Gebäudetechnik für
Dächer, Wände und Fenster gibt die Tab. 4.2 an.
So führt eine hinreichend dicke Isolierung des Dachbereichs zu einer Verringerung des
k -Wertes um den Faktor 5. Ein ähnliches Verhalten zeigt eine angepasste Auswahl der
Fenster. Einen deutlich größeren Einfluss auf die Wärmeverluste eines Gebäudes hat die
Auswahl des Materials der Gebäudehülle, da sie den größten Teil der Fläche einnimmt.
Geeignete Dämmmaßnahmen bzw. Kopplungen von Trägerwerkstoff mit Isolationsmate-
rialien können den Wärmedurchgangskoeffizienten um den Faktor 10 absenken und da-
mit zu einer nachhaltigen Einsparung von Heizkosten führen.
Die Gebäudehülle mit ihren Wärmeleiteigenschaften bestimmt auch das Behaglich-
keitsempfinden innerhalb eines Raumes. Dieser wird oft mit Hilfe einer empfundenen
Temperatur T empf ermittelt. Die Abb. 4.4 gibt die empfundene Temperatur als Funktion der
Raumlufttemperatur T Raum für verschiedenen Bauweisen bei einer Außenlufttemperatur
von T U = −10 °C an.