Wärmeleitfähigkeit – eine wichtige Größe im Bauwesen
Was versteht man unter der Wärmeleitfähigkeit?
Die Wärmeleitfähigkeit wird in der Einheit λ (lambda) angegeben und beschreibt welche Wärmeenergiemenge ein Bauteil mit einer gewissen Materialstärke in einer festgelegten Zeit bei einer vorhandenen Temperaturdifferenz abgibt. Sie gibt also an, wie viel Wärme innerhalb eines Stoffes transportiert werden kann.
Die Wärmeleitfähigkeit unterscheidet sich von Stoff zu Stoff. So gibt es Unterschiede zwischen der Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen. Diese Unterschiede entstehen aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von Porosität, Wassergehalt und Dichte, die sich zwischen den verschiedenen Aggregatzuständen stark unterscheiden. Zusätzlich kann die Wärmeleitfähigkeit von der Temperatur und der Wärmeleitfähigkeit des Basismaterials abhängig sein.
Von welcher Eigenschaft die Wärmeleitfähigkeit abhängig ist, unterscheidet sich ebenfalls von Stoff zu Stoff. So ist zum Beispiel die Wärmeleitfähigkeit von Materialien aus geblähtem Peril, wie Kork oder Schaumglas, von der Wärmeleitfähigkeit des Basismaterials abhängig, während die Wärmeleitfähigkeit von Mineralfasererzeugnissen größtenteils von der Faserqualität abhängig ist.
| Faustregel: | Ein Stoff mit einer geringer Rohdichte hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, während auf einen Stoff mit höherer Rohdichte der gegensätzliche Fall zutrifft. |
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Wie wird die Wärmeleitfähigkeit berechnet?
Die Wärmeleitfähigkeit kann über das Fouriersche Gesetz bestimmt werden:
λ= (Q×d) / (A×∆T)
Q = Wärmeleistung, angegeben in W
d = Körperstärke, angegeben in m
A = durch die Wärme durchströmte Fläche, angegeben in m2
T = Temperaturdifferenz, angegeben in K
Die verschiedenen Stoffe und die dazugehörigen Wärmeleitfähigkeiten werden in Wärmeleitfähigkeitsgruppen aufgelistet, aus denen die Wärmeleitfähigkeit schnell und einfach herausgelesen werden kann. Ein Bauteil der Wärmegruppe 040 weist so eine Wärmeleitfähigkeit von 0,040 W/mK auf.
Eine gute Wärmeleitfähigkeit weisen Metalle auf. Silber ist beispielsweise mit 427 W/mK ein guter Wärmeleiter. Dem gegenüber stehen beispielsweise Kunststoffe mit 0,1 bis 0,8 W/mK, Holz mit 0,13W/mK und Mineralwolle mit 0,035 bis 0,045 W/mK, die schlechte Wärmeleiter darstellen.
Wofür ist die Wärmeleitfähigkeit wichtig?
Die Wärmeleitfähigkeit ist in vielerlei Hinsicht von großer Bedeutung. Im Bauwesen ist sie besonders für die Beurteilung der Dämmfähigkeit von Baustoffen relevant.
| Faustregel: |
Ein Stoff mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit hat eine gute Wärmedämmfähigkeit. Ein Stoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hat eine schlechte Wärmedämmfähigkeit. |
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Die Wärmedämmfähigkeit ist ebenfalls für die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten, den sogenannten U-Wert, von Bedeutung.
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