Glossar

Y - Z


Corioliskraft
Die Luftmassen strömen geradlinig von Zonen hohen in Zonen niedrigen Luftdrucks. Da sich aber hierbei die Erde unter den Zugbahnen hinwegdreht, sind die Zugbahnen relativ zur Erdoberfläche gekrümmt. Auf der nördlichen Halbkugel gilt, dass Tiefdruckgebiete linksdrehend, Hochdruckgebiete rechsdrehend umströmt werden. Südlich des Äquators ist es genau umgekehrt. Die verschiedenen Windrichtungen können hierbei ebenfalls erklärt werden. Befinden wir uns südlich eines Tiefdrucksgebietes, haben wir westliche Winde, bewegen wir uns in nördlicher Richtung, dreht der Wind zunehmend nach links. Befinden wir uns nördlich des Tiefdruckgebietes, haben wir es mit östlichen Winden zu tun.

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Dämmstoff
Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, die fast immer strukturbedingt ist. Die Wärmeleitzahl, die in bauphysikalischen Berechnungen mit dem Zeichen (λ) bezeichnet wird, drückt aus, welche Energiemengen durch einen Würfel mit der Kantenlänge 1,00 m in einer Stunde und bei 1 K Temperaturdifferenz durchgeleitet werden. Er wird daher in der Größe (W/mhK) angegeben. Siehe auch Dämmung und Hyperbeltragik.
Näheres zum Thema D. entnehmen Sie unseren Informationsschreiben Nr. 7 und Nr. 8.

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Dämmung
Im Bauwesen Methode zur Verzögerung der Wärmeleitung. Die Wirkung wird dadurch sichtbar, dass die Menge der durchgeleiteten Wärmeenergie in der Zeit geringer wird. Dämmung beeinflusst somit den zeitlichen Ablauf der Energieverlagerung, nicht jedoch die Energieverlagerung als solche. Ein Beispiel: Wenn Sie ein gedämmtes mit einem ungedämmten Haus vergleichen, beide Häuser den gleichen energetischen Zustand haben und die Heizanlage gleichzeitig abschalten, werden nach einer gewissen Zeit beide Häuser den gleichen Energiezustand haben. Im Winter hängt dies davon ab, ob die Abkühlungsphase von intensiver Sonneneinstrahlung begleitet ist oder nicht. Bei sehr geringem exogenem Energieeintrag wird wahrscheinlich das nicht gedämmte Haus früher ausgekühlt sein, das gedämmte Haus später. In beiden Fällen ist jedoch die gespeicherte Wärmeenergie verloren gegangen. Hieraus folgt, dass Dämmung nur den zeitlichen Ablauf des Wärmeverlustes beeinflusst, nicht jedoch dessen Größenordnung. Die Heizkostenrechnung bleibt also in beiden Fällen gleich groß.
Näheres zum Thema D. entnehmen Sie unseren Informationsschreiben Nr. 7 und Nr. 8.

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Diffusionswiderstand
Widerstand eines Materials gegen den Wasserdampfdurchtritt in (m²h Pa/kg).

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Dipol
Material mit einem magnetischen Plus- und einem Minuspol, allgemein bekannt in der Form eines Stabmagneten. Wassermoleküle sind ebenfalls Dipole, die sich auf die physikalischen Eigenschaften von Wasser auswirken. Wird Wasser erhitzt, überwiegen ab gewissen Temperatur- und Druckverhältnissen die Molekularbewegungen energetisch die auf der Dipoleigenschaft beruhenden Adhäsionskräfte der Teilchen untereinander. Wasser wird sodann dampfförmig. Kondensation entsteht beim umgekehrten Vorgang.

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Emulsion
Mischung feinster Tröpfchen in anderen Flüssigkeiten, sodass sie Lösungen ähneln. In der Technik werden E. häufig mit Ultraschall hergestellt.

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Energetische Gebäudeoberfläche
Hier ist unter der e.G. die Wandoberfläche hinter Verkleidungen gemeint, die der Energieeinsparung dienen sollen.

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Energie
Fähigkeit Arbeit zu leisten. Daher wird sie über die Arbeitsleistung definiert. Die Einheit der Energie ist die (Ws). Abgeleitet ist diese Größe aus dem Nm (Newtonmeter). Ein Nm ist die Energie, die benötigt wird, um die Masse 1 kg von der Ruhe auf eine Geschwindigkeit von 1m/s zu beschleunigen.

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Energiebilanz
Eine E. entsteht bei der Betrachtung von Gebäudeoberflächen durch die Verrechnung von Energieeintrag und Energieabtrag. Für die E., die einen verrechneten Energiestrom darstellt, wurde hier das physikalische Zeichen Fb gewählt. Bei stündlicher Betrachtungsweise wird dies in W/m²h angegeben.

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Energiebilanzwert
Durchschnittswert von Fb über einen definierten Zeitraum.

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Energieerhaltungssatz
Energie kann in einem geschlossenen System weder erzeugt noch vernichtet werden. Der Energiegehalt des Universums ist immer gleich groß. Wird in bauphysikalischen Berechnungen „Energieverlust“ berechnet, ist das eigentlich falsch. Gemeint ist hier Energie, die sich der Nutzung durch den Menschen entzieht. „Energieverlust“ ist daher ein anthropozentrischer Begriff. Die Umwandlung von einer Energieform in die andere geschieht verlustlos.

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EnEV
Energieeinsparverordnung seit 2002 gültig. Im Bauwesen derzeit Rechtsgrundlage zum Nachweis einer ausreichenden Energieeinsparung, die dann nachgewiesen ist, wenn ein bestimmter U-Wert nicht überschritten wird. Die sonstigen Anforderungen der EnEV sind weitgehend sinnvoll. Es wird hier jedoch die Auffassung vertreten, dass das der EnEV zugrunde liegende bauphysikalische Modell falsch ist. Der systematische Fehler der EnEV besteht darin, dass der Staat den inzwischen gescheiterten Versuch gemacht hat, den Verbrauch an Energie durch technische Verfahren zu regeln. Es würde vollkommen genügen, wenn der Staat maximale Energieverbrauchswerte verordnet und die technische Lösung den Fachleuten überlässt und somit auch nicht den technischen Fortschritt behindert.

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Entropisches Prinzip
Das e.P. besteht darin, dass in einem geschlossenen System sich stets der niedrigste Energiezustand einstellt.

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Fluid
In der Strömungslehre Bezeichnung für Gase und Flüssigkeiten.

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Globalstrahlung
Als G. bezeichnet man die Einstrahlungsleistung der Sonne auf die Erdoberfläche.

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Hyperbeltragik
Die Wirtschaftlichkeit von Dämmstoffen nimmt mit zunehmender Dicke wie ein gegen Null strebender Hyperbelast ab. Die Wirtschaftlichkeitsgrenze wird bei etwa 80 mm Dämmstärke erreicht. Eine rechnerische und praktische darüber hinausgehende Verbesserung des Wirkungsgrades von Dämmungen ist nicht möglich.

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Instationär
nennt man einen Zustand der Randbedingungen, der einem gesetzmäßigen oder chaotischen Wechsel unterliegt. Wetterbestimmte Randbedingungen sind instationär und chaotisch, weshalb sie nicht berechenbar sondern nur messbar sind. Die DIN 4108 und die EnEV gehen dagegen von stationären Randbedingungen aus. Daher führen die genormten und verordneten Berechnungsverfahren zu mehr oder weniger falschen Ergebnissen.

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Kinetische Energie
Wärmeenergie in Stoffen wird nach der kinetischen Wärmetheorie als die Bewegungsenergie definiert, in der sich Stoffteilchen befinden, die um einen Ruhepunkt schwingen. Es gelten somit die Bewegungsgesetze für gleichmäßig beschleunigte und verzögerte Bewegungen. Entdeckt wurde dies durch die Brownsche Molekularbewegung, die sichtbar gemacht werden konnte. Bis zur Entdeckung dieses Prinzips Mitte des 19.Jhdts. herrschte die Phlogistontheorie vor, die Wärme als „diskrete Flüssigkeit“ beschrieben hat. Aus dieser Phase der wissenschaftlichen Erkenntnis rührt noch der Begriff „Wärmestrom“ her wie auch das Gesetz über Wärmeleitung von Fourier im späten 18.Jhdt.

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Kondensationswärme
Wärmeenergie, die zur Umwandlung vom flüssigen in den dampfförmigen Aggregatzustand bei unveränderter Temperatur aufgewendet wird. Beim umgekehrten Vorgang wird Kondensationswärme wieder frei. In der Heiztechnik in der sog. „Brennwerttechnik“ zur Verbesserung des Wirkungsgrades sehr erfolgreich genutzt.

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Konvektion
Unter K. versteht man in der Physik den Energieübergang von Fluiden in Festkörper und den umgekehrten Vorgang. Erste Überlegungen hierzu stammen von Isaac Newton. Er postulierte bereits eine spezifische, auf den Vorgang abgestimmte Wärmeübergangszahl, ohne sich damit aber näher zu beschäftigen. Die Größe des konvektiven Energieübergangs bei K. hängt von zahlreichen Einflüssen ab. Im Detail entsteht K. dann, wenn Teilchen des Fluids mit Teilchen des Festkörpers zusammenstoßen und hierbei wie bei Wärmeleitung in Festkörpern Schwingungsenergie übertragen wird. Das Ausmaß der K. wird bei gasförmigen Fluiden von der Häufigkeit der Kollisionen maßgeblich mitbestimmt. Daher ist die Strömungsgeschwindigkeit von Gasen an Festkörpern eine ausschlaggebende Größe. Bis heute gibt es für K. keine sicheren Berechnungsverfahren. Die Werte für die Wärmeübergangszahl müssen daher experimentell bestimmt werden. Am Geringsten ist K. bei ruhender Luft. Hier kann mit einem Wert (a) von 2 W/m²K gerechnet werden. Konvektive Prozesse im Bauwesen bedürfen dringend einer wissenschaftlichen Untersuchung.

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Konvektives Heizungssystem
Heiztechnik, die darauf beruht dass an erwärmten Flächen – Heizkörpern – Luft erwärmt wird und sodann ungeregelt, meistens walzenartig sich im Raum bewegt. Den Übergang von Wärmeenergie vom Heizkörper in die Luft nennt man „Konvektion“.

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Normen
Unverbindliche Handlungsempfehlungen des Deutschen Instituts für Normung (DIN), die den Anwender auch bei deren Einhaltung nicht von der eigenen Verantwortung freistellen. Diese Warnung trifft der Deutsche Normenausschuss selbst. Die Norm, dass Schrauben ein Rechtsgewinde haben müssen und dass Schrauben und Muttern verschiedener Hersteller zusammenpassen, ist vernünftig. Im Bauwesen haben sich allerdings Normen breit gemacht, bei denen es nicht mehr um die Vereinheitlichung technischer Lösungen geht, sondern nur noch um die Schaffung von Monopolen, die von den Vertretern der Baustoffherstellern, die die Normenausschüsse dominieren, durchgesetzt werden. So sind in den Normenausschüssen für das Bauwesen Architekten kaum vertreten.

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Nutzerverhalten
Die Verfechter der EnEV und der damit verbundenen Berechnungsverfahren entschuldigen deren Fehlerhaftigkeit mit dem unsicheren Nutzerverhalten. Daher müsste das Nutzerverhalten erforscht werden, sodass wenigstens ein durchschnittliches N. bekannt wird.

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Orografisches Wetter
Besonderheiten von örtlich begrenzten typischen Wetterlagen.

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Osmose
Diffusion von Flüssigkeiten durch halbdurchlässige (semipermeable) Membranen bei unterschiedlichen Lösungsdrücken solange, bis diese sich ausgeglichen haben. Ursache zahlreicher Naturerscheinungen, aber auch im Bauwesen, die sich dort meistens als Blasenbildung bemerkbar machen.

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Partialdampfdruck
Der Teildruck des in der Luft vorhandenen Wasserdampfes.

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Passivhaus
Bauweise mit besonders geringem Heizenergiebedarf. Hochdämmende Hüllflächen und Techniken für den exogenen Energieeintrag werden kombiniert. Der hohe technische Aufwand verursacht unwirtschaftliche Baukosten, sodass eine Wirtschaftlichkeit fast nie erreicht wird.

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Prozesswärme
Wärmeenergie, die von Aggregaten als Abwärme freigesetzt wird. Sie kann, wenn sie nennenswert ist, in die Wärmebedarfsberechnungen eingesetzt werden.

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Raumklima
Das Raumklima wird im Wesentlichen bestimmt durch das Strahlungsklima, die relative Luftfeuchtigkeit und die Lufttemperatur. Man sollte auch akustische Eigenschaften eines Raumes hinzunehmen, da diese die Behaglichkeit mitbestimmen. Ein günstiges Strahlungsklima stellt sich bei Wandoberflächentemperaturen von 19 – 21 °C ein. Die anderen Eigenschaften stellen sich hierbei von selbst mit den günstigsten Werten ein. Daher ist das Strahlungsklima das Wichtigste.

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Reflexion
Zurückwerfen von elektromagnetischen Wellen (z.B. Licht und Wärmestrahlung) an der Grenzfläche von zwei Medien. An glatten Reflexionsschichten gelten die Reflexionsgesetze, z.B. für die Gleichheit von Einfalls- und Ausfallswinkel.

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Relative Luftfeuchte
Die relative Luftfeuchte zeigt in (%) an, in welchem Maße Luft mit Wasserdampf angereichert ist. Hierbei spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle, sodass die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasserdampf von der Lufttemperatur abhängt. Erreicht die relative Luftfeuchte den Wert 100% und es kühlt sich dann die Luft ab, kommt es zum Ausfall von Tauwasser. Daneben ist auch der Luftdruck für die relative Luftfeuchte maßgebend, was z.B. an der scharfen Wolkenuntergrenze erkennbar ist. Die relative Luftfeuchte ist bestimmend für ein behagliches Raumklima. Der Bestwert liegt bei 40 – 45%. Ein wirksames Gegenmittel gegen zu hohe relative Luftfeuchtigkeit in Räumen ist im Winter der Austausch von kalter Frischluft mit der warmen Raumluft, da kalte Luft einen geringeren Wasserdampfgehalt hat und somit der absolute Wasserdampfgehalt der Raumluft und damit auch die r.L. gesenkt wird. Die Größenordnungen können Tabellen entnommen werden. Sehr anschaulich und praktisch handhabbar ist auch das Mollierdiagramm. Tauwasserbildung auf Innenwänden ist stets mit einer zu hohen relativer Luftfeuchte verbunden. Poröse Baustoffe sind mit wasserdampfhaltiger Luft durchsetzt. Diese führt unter bestimmten Bedingungen zur Tauwasserbildung im Baustoff. Das sog. „Glaserverfahren“ diente bis vor kurzem zur Berechnung von Tauwasserbildungen. Inzwischen hat es sich als unbrauchbar erwiesen, da man erkannt hat, dass der Faktor Zeit in die Berechnungen mit aufgenommen werden muss. Auch hier hat sich gezeigt, dass die Annahme des stationären Zustands zu fehlerhaften Ergebnissen führt. Dass nun konsequent diese Erkenntnis auch auf die sonstigen energetischen Berechnungen übertragen werden müsste, hat sich in der „amtlichen“ Bauphysik noch nicht herumgesprochen.

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Schwan, Christoph, Dipl.-Ing. (TH)
Architekt. 1938 in Karlsruhe geboren, Jugendzeit im Taubertal, Architekturstudium von 1959 bis 1966 in München als Werkstudent, von 1967 bis 1981 in Regensburg, seitdem in Berlin freischaffend tätig. Erfinder der Termosfassade. Studien zur Erhaltung von Altstädten (Der Schwanplan, 1972), ständige Beschäftigung mit bauphysikalischen Problemen, Vorträge vor Baufachleuten über bauphysikalische Themen und die Temperiermethode.

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Schwarzer Strahler
Der Schwarze Strahler ist ein theoretisches und in der Natur nicht vorkommendes Gebilde mit einer maximalen Strahlung und Absorptionsleistung. Der Reflexionsgrad hingegen ist beim Schwarzen Strahler null. Er ist wesentlicher Teil des Strahlungsgesetzes von Stefan-Boltzmann. Er wird da mit der Stefan-Boltzmann-Konstanten von 5,671 W/m²K4 beschrieben, die das Zeichen (s) hat. Die Stefan-Boltzmann-Konstante drückt zugleich aus, dass die Strahlungsleistung einer Oberfläche in der 4.Potenz proportional zur absoluten Temperatur steht. Auf die einschlägige Fachliteratur wird verwiesen.

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Semipermeable Membranen
Siehe Osmose.

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Strahlungsaustauschkoeffizient
Kennzahl ohne Benennung, die die Beeinflussung des strahlungsbedingten Wärmestroms zwischen Flächen mit unterschiedlichem Strahlungskoeffizienten ausdrückt.

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Strahlungsgesetz von Stefan-Boltzmann
Zunächst von Stefan empirisch gefundene Gesetzmäßigkeit, wonach die Strahlungsleistung in (W/m²) in der vierten Potenz proportional zu absoluten Temperatur eines Strahlers steht. Durch Ludwig Boltzmann mathematisch bestätigt. Das S. bezieht sich auf das gesamte Spektrum der Wärmestrahlung und ist somit als Integral zu verstehen. Mit einer Umformung der Grundgleichung des S. kann von einer gegebenen Strahlungsleistung auf die Temperatur eines Absorbers geschlossen werden. Zu berücksichtigen ist bei allen derartigen Berechnungen der Emissionskoeffizient (e) der strahlenden oder absorbierenden Flächen, der als unbenannte Zahl angibt, in welchem Verhältnis die Flächen zum Schwarzen Strahler mit dem (e) = 1 stehen. Bezugsgrösse ist die Stefan-Boltzmann – Konstante (s) mit dem Zahlenwert 5,671, die nur für den Schwarzen Strahler gilt. Aus unerfindlichen Gründen findet das S. keine Berücksichtigung in der amtlichen Bauphysik, obwohl es von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Näheres zum Thema S. entnehmen Sie unserem Informationsschreiben Nr. 2.

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Strahlungskoeffizient
Der S. ist eine unbenannte Zahl und drückt aus, wie sich Absorption und Reflexion von Wärmestrahlung zum Schwarzen Strahler verhalten. Er hat in physikalischen Berechnungen die Bezeichnung (e).

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Technischer Erfolg
Neben der Errichtung eines mangelfreien Bauwerks innerhalb der vertraglichen Frist schuldet der Architekt auch einen technischen Erfolg. Tritt dieser nicht ein, ist der Architekt zum Schadensersatz verpflichtet. Der Eintritt des technischen Erfolges ist eine höchstpersönliche und daher nur vom Architekten geschuldete Leistung. Die Berufung auf Normen und ähnliche Regelwerke und schon gar nicht auf Prospektangaben befreit den Architekten nicht vom zugesagten technischen Erfolg.

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U-Wert
Früher als k-Zahl bekannt, angegeben in (W/m²K) Der U-Wert ist der sog. „Wärmedurchgangskoeffizient“. Er entsteht aus der Addition der Kehrwerte der einzelnen Wärmedurchlasswiderstände 1/Λ unter Hinzufügung der Kehrwerte der Wärmeübergangswiderstände an der Gebäudeinnen- und aussenfläche. Nach EnEV ist der U-Wert die wichtigste Kennzahl für den Nachweis energieeinsparender Bauweisen. Der U-Wert ist aus mehreren Gründen fehlerhaft: Er entsteht aus einem bauphysikalischen Modell, bei dem stets gleiche Randbedingungen herrschen. Die Wärmeübergangswiderstände sind willkürliche Festwerte. Strahlungsprozesse werden beim U-Wert vollkommen vernachlässigt, obwohl ihnen überragende Bedeutung zukommt. Würde man den U-Wert wenigstens von den Wärmeübergangswiderständen entkleiden, wäre der noch verbleibende Wärmedurchlasskoeffizient noch brauchbar zum Nachweis der Tauwasserfreiheit von Aussenwandkonstruktionen. Er würde die Dämmfähigkeit annähernd richtig beschreiben. Derzeit muss man den U-Wert im Bereich des Bauwesens als wissenschaftlichen Unfug bezeichnen.

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Wandheizungen
Heiztechnik, die die unmittelbare Einleitung von Wärmeenergie in die Wand vorsieht. Das Ziel besteht hierbei in der Schaffung eines bekömmlichen Strahlungsklimas im Raum.

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Wärmekapazität
Spezifische Eigenschaft von Stoffen zur Fähigkeit, Wärmeenergie abzuspeichern. Angegeben in (Wh/kgK). Die Wärmekapazität von Stoffen kann Tabellenwerten entnommen werden. Wasser hat von allen in der Natur vorkommenden Stoffen die höchste Wärmekapazität mit etwa 1 Wh/kgK. Der genaue Wert hängt von der Wassertemperatur ab.

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Wärmekraftkopplung
Heiztechnik, bei der der Wärmebereiter ein Dieselmotor ist, der nach der thermischen Abwärme ausgelegt wird. Die mechanische Leistung des Motors wird mittels Generatoren in elektrischen Strom umgewandelt, der entweder selbst genutzt wird oder in das öffentliche Netz eingespeist wird. Als Betriebsmittel kann Gas, Heizöl oder Pflanzenöl eingesetzt werden. Verbesserungsfähig durch Brennwerttechnik, da die Abgastemperatur der Motoren zwischen 100 – 120 °C liegt. Noch ungelöst ist die Russfilterung bei Ölverbrennung. Sehr gute Energieausbeute und hohe steuerliche Begünstigung.

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Wärmespeicherung
Wärmespeicherung - Text folgt

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Wärmestrahlung
Wärmestrahlung ist eine Energieverlagerung, die dadurch entsteht, dass jede Oberfläche, die eine Temperatur über dem absoluten Nullpunkt von etwa – 273 °C hat, elektromagnetische Wellen emittiert, die als Träger von Energie wirken. Ende des 19.Jhdts wurde das berechenbar. Die Berechnungsgrundlage ist das Strahlungsgesetz von Stefan–Boltzmann, das besagt, dass die Strahlungsleistung einer Oberfläche proportional zur 4.Potenz der absoluten Temperatur in (K) ist.

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Wärmeübergangszahl
(andere Bez. „Wärmeübergangskoeffizient“), In physikalischen Berechnungen wird die W. mit dem Buchstaben (a) bezeichnet und in der Größe (W/m²K) angegeben. Die W. wird durch zahlreiche Einflussgrössen bestimmt, z.B. Temperaturdifferenz zwischen Fluid und Festkörper, Feuchtezustand des Gases, geometrische Eigenschaften der Festkörperobefläche, Art der Anströmung (z.B. laminar oder turbulent, frei oder erzwungen), Anströmrichtung, Ausrichtung der angeströmten Fläche. Richtige W. können nur im Experiment ermittelt werden. In der Bauphysik und der DIN 4108 ist der Wert (aa), der den Wärmeübergang an der Gebäudeoberfläche mit einem Pauschalwert beschreiben soll, nahezu immer falsch. Daher kann der Energieabtrag nach Norm nicht ermittelt werden, auch wenn dies so vorgeschrieben ist. Von den Forschungsinstituten ist zu fordern, dass sie unverzüglich W. ermitteln, die eine Beurteilung des konvektiven Energieübergangs in richtiger Größe zulassen. Hierbei ist strikt nach konvektiven und strahlenden Vorgängen zu trennen, vor allem dann, wenn man sich für die Berechnung instationärer Zustände entscheiden sollte. Dies erzwingen die Regeln der Algebra. Die Berechnung von Konvektion erfolgt mit einfachen linearen Gleichungen, Strahlungsvorgänge werden mit Gleichungen 4.Grads behandelt. Derartige Gleichungen dürfen nicht in einem einzigen Rechengang behandelt werden.

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Wetter
Der tatsächliche Ablauf des Wettergeschehens bis in eine Höhe von etwa 10.000 m über Meereshöhe. Es wird bestimmt durch Sonneneinstrahlung, Umgebungsstrahlung, Bewölkung, Wind, Windrichtung, relative Luftfeuchte, Lufttemperatur, Luftdruck, Niederschläge, Dunst, Nebel, Oberflächentemperaturen des Bodens u.a.m. Fast alle diese Bestimmungsgrössen sind untereinander verknüpft. Es ist die einzige Ursache der Notwendigkeit des sommerlichen und winterlichen Wärmeschutzes. Unsere Gebäude stehen im Freien und unterliegen daher den Wettereinflüssen – genauer besehen ist das Wetter der Grund dafür, dass seit Jahrtausenden Gebäude errichtet werden.
Näheres zum Thema W. entnehmen Sie aus unserem Informationsschreiben Nr. 3.

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