Ich werde hier in mehreren Versuchen und bedingungen den Wärmedurchgangskoeffizient meines Iveco Daily Kastenwagens L2H3 (Länge 590cm, Höhe 285cm) berechnen.
Es ist mir bewusst, dass dies immer nur Schätzungen sind und für einen bestimmten Parameterbereich gelten.
Es wid der Durchschnitt mit allen Kältebrücken und Fenstern usw. gemessen.
Die Fenster sind alle mit Aluminium-Sonnenschutz verdeckt.
Haupt-Einflussfaktoren:
- Wind (Konfektion)
- Wärmestrahlung (Sonne)
In der Praxis lässt sich anhand des Wärmedurchgangskoeffizienten ganz einfach berechnen, wie groß der Wärmeverlust ist: Beispielsweise verliert eine gedämmte Hauswand mit einer Fläche von 100 m2, einem Wärmedurchgangskoeffizienten von 0,15 W/(m2K) bei einem Temperaturunterschied von 20 K Wärmeenergie von 0,15 W/(m2K) x 100 m2 x 20 K = 300 Watt. Nach dem Wärmedurchgangskoeffizienten aufgelöst:
U = P(Wärmeleistung) / (Oberfläche in m2 x Temperaturdifferenz innen aussen in K)
Oberfläche Bus innen ca. 42.3m2
Messung 1
Nacht, windstill
Bedingung:
Messung bei Windstille in Eucaliptuswald in der Nacht. Also keine Sonnenstrahlung und keine oder minimale Konfektion. Zusätzlich eine Perrson gerechnet mit 120W Wärmeleistung.
Bei einer Heizleistung von 2’500W über mehrere Stunden hat sich eine Innentemperatur von 26°C eingestellt.
Aussentemperatur 2°C
Temperaturdifferenz = 26°C – 2°C = 24°C ~ 24K
U = (2’500W + 120W) / (42,3m2 x 24K) = 2.6 W/m2K
Messung 2
Nacht, Wind 4.5m/s
Bedingung:
Messung bei Wind von 4.5m/s ( ca. 16km/h) auf einer Klippe in der Nacht. Also keine Sonnenstrahlung. Zusätzlich eine Perrson gerechnet mit 120W Wärmeleistung.
Bei einer Heizleistung von 2’500W über mehrere Stunden hat sich eine Innentemperatur von 24°C eingestellt.
Aussentemperatur 9°C
Temperaturdifferenz = 24°C – 9°C = 15°C ~ 15K
U = (2’500W + 120W) / (42,3m2 x 15K) = 4.1 W/m2K
Messung 3
Nacht, Schnee, windstill 1000W
Bedingung:
Messung im Schnee bei Nacht. Also keine Sonnenstrahlung. Geheizt wird mit einem 1000W Heizlüfter
Bei einer Heizleistung von 1’000W über mehrere Stunden hat sich eine Innentemperatur von 14°C eingestellt.
Aussentemperatur 0°C
Temperaturdifferenz = 14°C – 0°C = 14°C ~ 14K
U = 1’000W / (42,3m2 x 14K) = 1.7 W/m2K
Messung 4
Nacht Schnee windstill 2000W
Bedingung:
Messung im Schnee bei Nacht. Also keine Sonnenstrahlung. Geheizt wird mit einem 2000W Heizlüfter
Bei einer Heizleistung von 2’000W über mehrere Stunden hat sich eine Innentemperatur von 24°C eingestellt.
Aussentemperatur 3°C
Temperaturdifferenz = 24°C – 3°C = 21°C ~ 21K
U = 2’000W / (42,3m2 x 21K) = 2.3 W/m2K
Tabelle von Wärmedurchgangskoeffizienten
| Bauteil | Dicke | U-Wert in W/(m2K) |
| Einfachfenster | 0.4cm | 5.9 |
| Acrylglas (Plexiglas) | 0.5cm | 5.3 |
| Doppelfenster | 3.0 | |
| Fenster mit Isolierverglasung | 2.4cm | 2.8 |
| Betonwand | 25cm | 3.3 |
| Mauerziegel | 24cm | 1.5 |
| Polystyrol | 10cm | 0.35 |
| GFK Platten Hartschaumkern | 1.7cm | 1.23 |
| GFK Platten Hartschaumkern | 2.0cm | 1.06 |
| GFK Platten Hartschaumkern | 2.5cm | 0.86 |
| GFK Platten Hartschaumkern | 3.0cm | 0.73 |
| GFK Platten Hartschaumkern | 4.0cm | 0.55 |
| Sandwichelemente COSMO Therm – GFK | 2.4cm | 1.17 |
| SPERRHOLZ-VERBUNDELEMENTE | 2.4cm | 1.12 |
Wärmedurchlasswiderstand R von ruhenden Luftschichten
| Luftschicht in mm (d) | aufwärtiger Wärmestrom | horizontaler Wärmestrom | abwärtiger Wärmestrom |
|---|---|---|---|
| 0 mm | 0,00 m2K/W | 0,00 m2K/W | 0,00 m2K/W |
| 5 mm | 0,11 m2K/W | 0,11 m2K/W | 0,11 m2K/W |
| 7 mm | 0,13 m2K/W | 0,13 m2K/W | 0,13 m2K/W |
| 10 mm | 0,15 m2K/W | 0,15 m2K/W | 0,15 m2K/W |
| 15 mm | 0,16 m2K/W | 0,17 m2K/W | 0,17 m2K/W |
| 25 mm | 0,16 m2K/W | 0,18 m2K/W | 0,19 m2K/W |
| 50 mm | 0,16 m2K/W | 0,18 m2K/W | 0,21 m2K/W |
| 100 mm | 0,16 m2K/W | 0,18 m2K/W | 0,22 m2K/W |
| 300 mm | 0,16 m2K/W | 0,18 m2K/W | 0,23 m2K/W |
Herkunft: Link
*R-Werte gelten für Luftschichten, die von zwei parallelen, zur Richtung des Wärmestromes senkrechten Flächen mit einem Emissionsgrad größer 0,8 begrenzt werden. Für die Dicke der Luftschichten in Wärmestromrichtung muss gelten d < 0,1•d (begrenzende Bauteilschichten) und d < 0,3 m.
U-Wert Rechner Online
Eigen-Experiment Wärmedurchgang
Die zwei Monate im Winter auf Tour haben sehr deutlich aufgezeigt, wie wichtig die Wärme im Wagen ist. Auch wie unangenehm es ist, wenn ein System zur erwärmung ausfällt und die Alternativen nur mit abstrichen funktionieren.
Wärmeduchtgang experiment
Theoretisch und in den Simulationen oben ist die Sachlage klar. Allerdings bin ich da etwas skeptisch, ob der summierung der Wärmedurchlasswiderstands für komplexe aufbauten. Da es dabei egal ist wo welches Material ist.
Daher der experimentelle Aufbau.
Aufbau
vghtrb
Wäremstrahler Leistung
Vom λ- zum U-Wert
Die Wärmeleitfähigkeit λ eignet sich, um die Leistungsfähigkeit verschiedener Dämmstoffe zu vergleichen. Je geringer der λ-Wert eines Dämmstoffs – gemessen in der Maßeinheit W/mK („Watt pro Meter mal Kelvin“) –, umso besser eignet sich das Material zur Wärmedämmung. Will man nun allerdings den Wärmedurchgang durch eine komplette Wand beziffern, kommt man mit der Kenngröße der Wärmeleitfähigkeit allein nicht weiter. Warum? Weil Wände in der Regel nicht nur aus einem einzigen Material bestehen.
Wärmestrahler Leistung [W] = Wärmedurchgangskoeffizienten [W/(m2K)] * Fläche [m2] * Temperatuir Differenz [K]
Wärmedurchgangskoeffizienten [W/(m2K)] = Wärmeleitfähigkeit [W/(mK)] / Dicke [m]
Wärmestrahler Leistung [W] = (Wärmeleitfähigkeit [W/(mK)] / Dicke [m]) * Fläche [m2] * Temperatuir Differenz [K]
Bsp.: Swisspor EPS 15 10mm
=> (0.038 W/(mK) / 0.01 m) * 0.0625 m2 * 16.4K = 3.9W
Messwerte
| Nr. | Material | Gesamt-Dicke | Foto | Um-gebungs T. [°C] | Innen T. [°C] | T. Differenz | Wärme-leitfähigkeit [W/(mK)] geschätzt | Rohdichte [kg/m³] | Feuchtig-keit aufnahme | Brenn-barkeit | Bemerkung |
| 1 | – Armaflex ähnliches Material – 6mm – Alu & Isolation – Waterproof & fire-resistant: Yes – Link | 6mm | 23.5 | 41.9 | 18.4 | Alu Folie aussen | |||||
| 2 | Identisch 1 | 6mm | 23.5 | 43.3 | 19.8 | Alu Folie innen | |||||
| 3 | – Armaflex ähnliches Material – 15mm – Alu & Isolation – Waterproof & fire-resistant: Yes – Link | 15mm | 24.2 | 46.9 | 22.7 | Alu Folie aussen | |||||
| 4 | Identisch 3 | 15mm | 23.5 23.5 25.4 | 47.7 47.2 48.5 | 24.2 23.7 23.1 | Alu Folie innen | |||||
| 5 | Hochwertiger Bastel-Filz 5 mm stark 670g/qm- Taschenfilz Link | 5mm | 23.3 | 36.8 | 13.5 | 134 | |||||
| 7 | Frontscheiben Sonnenschutz beidseitig mit Alu Folie in Luftpolsterfolie eingebettet | 4mm | 23.2 23.0 | 37.6 37.3 | 14.4 14.3 | ||||||
| 6 | Swisspor EPS 15 10mm (expandiertes Polystyrol (EPS) / Styropor) | 10mm | 23.0 | 39.4 | 16.4 | 0,031 – 0,045 | 15-30 | ||||
| 7 | Swisspor EPS 15 20mm (expandiertes Polystyrol (EPS) / Styropor) | 20mm | 23.0 | 43.2 | 20.3 | 0,031 – 0,045 | 15-30 | ||||
| 8 | Swisspor EPS 15 30mm (expandiertes Polystyrol (EPS) / Styropor) | 30mm | 22.5 23.0 | 46.3 46.3 | 23.8 23.3 | 0,031 – 0,045 | 15-30 | ||||
| 9 | Swisspor XPS 300 GE 20mm (extrudiertes Polystyrol (XPS)) | 20mm | 22.8 | 43.8 | 21.0 | 0,028 – 0,042 | 25-50 | ||||
| 10 | Swisspor XPS 300 GE 40mm (extrudiertes Polystyrol (XPS)) | 40mm | 22.9 | 49.6 | 26.7 | 0,028 – 0,042 | 25-50 | ||||
| 11 | Car Deadening Engine Firewall Heat Cotton Sticker SKUF 29570 10mm Link | 10mm | 23.0 | 43.9 | 20.9 | Alu Folie innen | |||||
| 12 | Insulation Cotton Heat Closed Cell Foam 15mm Link | 15mm | 24.2 23.7 23.6 | 45.1 45.1 43.9 | 20.9 21.4 20.3 | keine Alufolie | |||||
| 13 | Sandwich: – 10mm Swisspor EPS – 20mm stehende Luft – 10mm Swisspor EPS | 40mm | 23.9 24.0 | 45.9 46.0 | 22.0 22.0 | ||||||
| 14 | Sandwich: – Alu – Armaflex 6mm – 20mm stehende Luft – Alu – Armaflex 6mm Link | 32mm | 25.2 24.5 | 50.8 50.6 | 25.6 26.1 | ||||||
| 15 | Sandwich: – Alu – Armaflex 6mm – Alu – Armaflex 6mm Link | 12mm | 24.5 25.1 | 48.2 48.2 | 23.7 23.1 | ||||||
| 16 | Sandwich: (3 x Nr. 2 ) – Alu – Armaflex 6mm Alu Folie auf warmer Seite | 18mm | 24.5 24.3 | 50.6 49.9 | 26.1 25.6 | ||||||
| 17 | Hausisolation Steinwolle 80mm | 80mm | 24.0 25.1 | 57.1 58.2 | 33.1 33.1 | ||||||
| 18 | Sandwich: (2x Nr. 4) – Alu – Armaflex 15mm Alu Folie auf warmer Seite | 30mm | 24.4 25.3 25.1 | 51.7 52.4 53.0 | 27.3 27.1 27.9 | Innen, Alufolie, Armaflex, Alufolie, Armaflex | |||||
| 19 | Sandwich: (2x Nr. 4) Alu Armaflex 15mm Alu Folie auf warmer Seite und aussen | 30mm | 25.6 26.4 25.9 | 53.7 54.1 53.6 | 28.1 27.7 27.7 | Innen, Alufolie, Armaflex, Armaflex, Alufolie | |||||
| 20 | |||||||||||
