Rechner für die Wärmeleitung
Wärmestrom, Wärmedurchlasswiderstand und U-Wert einer einzelnen Schicht.
Fülle die Felder aus, dann erscheint das Ergebnis hier automatisch.
Berechne den stationären Wärmestrom durch eine ebene homogene Schicht. Gib die Temperaturdifferenz zwischen ihren Oberflächen ein; die Wärmeleitfähigkeit ist konstant. Der Koeffizient k/d gehört nur zur Schicht, nicht zu einer vollständigen Wand oder einem Fenster mit Wärmeübergang. Die Tagesenergie setzt 24 Stunden unveränderte Bedingungen voraus.
So funktioniert es
Formel und Logik
Strom = Leitfähigkeit × Fläche × Temperaturunterschied ÷ Dicke. Wärmedurchlasswiderstand = Dicke ÷ Leitfähigkeit, und der U-Wert ist sein Kehrwert.
Beispiel
Eine Wand von 10 m² mit 200 mm Mineralwolle lässt bei 25 K Unterschied 50 W durch.
Felder und Einheiten
- Fläche — m²
- Schichtdicke — m
- Wärmeleitfähigkeit λ — W/(m·K)
- Temperaturunterschied — K
So wird gerechnet
- — Trage die Fläche des Bauteils ein.
- — Setze die Schichtdicke in Metern: 200 mm sind 0,2.
- — Gib die Leitfähigkeit an: Mineralwolle 0,04, Ziegel 0,7, Glas 1,0, Holz 0,15 W/(m·K).
- — Setze den Temperaturunterschied über der Schicht.
Rechenweg und Grenzen
- Rechenweg
- Formel und Logik
- Datenquelle oder Norm
- OpenStax: stationäre Wärmeleitung einer Schicht
- Einschränkung
- Eindimensionale stationäre Wärmeleitung durch eine Schicht mit konstantem k. Oberflächenfilme, Strahlung, Wärmebrücken, Kontaktwiderstände und Wärmespeicherung sind ausgeschlossen. Negatives ΔT kehrt den Strom um; null ergibt keinen Strom.
FAQ
Warum ergibt Glas einen so riesigen Strom?
Weil allein die Leitung des Glases selbst gezählt wird und sein Widerstand vernachlässigbar ist. Ein wirkliches Fenster hält die Wärme über die Luftschichten an seinen Oberflächen und den Zwischenraum zwischen den Scheiben.
Wie füge ich mehrere Schichten zusammen?
Für ebene Schichten gleicher Fläche in Reihe gilt RSchichten=Σdᵢ/kᵢ. Der vollständige Bauteilkoeffizient benötigt zusätzlich die passenden Oberflächen- und Kontaktwiderstände. Sie sind bedingungsabhängig und werden hier nicht automatisch ergänzt.
Wie unterscheidet sich das von einem Rechner für die Heizleistung?
Jener ermittelt aus dem Volumen, wie viel Wärme ein Raum braucht. Dieser ermittelt aus der Leitfähigkeit, wie viel durch ein bestimmtes Bauteil entweicht.
Warum kann der Unterschied negativ sein?
Weil der Strom nach innen laufen kann: im Sommer ist es draußen wärmer als im Raum. Das Vorzeichen zeigt die Richtung; der Betrag bleibt derselbe.