4.6. Einstufung der Bauart hinsichtlich ihrer Wärmespeicherfähigkeit

DIN 4108-2 legt Kriterien für die Einstufung der Bauart hinsichtlich ihrer Wärmespeicherfähigkeit fest. Standardmäßig wird von leichter Bauart ausgegangen, außer man kann begründet davon abweichen. Die Bauart wird entweder pauschal nach Gebäudemerkmalen oder rechnerisch anhand der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit des Raumes eingestuft.

Pauschale Einstufung der Bauart
Als leichte Bauart gelten standardmäßig:

• Räume mit Innendämmung
• Räume mit abgehängten Decken
• hohe Räume (> 4,5 m), wie Turnhallen oder Museen

Eine mittelschwere Bauart kann angenommen werden bei:

• Vorhandensein einer Stahlbetondecke
• Außen- und Innenbauteilen mit einer flächenanteilig gemittelten Rohdichte $\ge 600\,\mathrm{kg/m^3}$
• keinen hohen Räumen und keinen abgehängten oder thermisch vom Raum getrennten Decken

Eine schwere Bauart liegt vor, wenn:

• eine Stahlbetondecke vorhanden ist
• keine hohen Räume und keine abgehängten oder thermisch vom Raum getrennten Decken vorliegen
• die Außen- und Innenbauteile massiv ausgeführt sind mit einer flächenanteilig gemittelten Rohdichte $\ge 1.600\,\mathrm{kg/m^3}$

Gebäude mit KS-Mauerwerk und Stahlbetondecken erreichen oft Rohdichten über $1.800\,\mathrm{kg/m^3}$ und gelten somit als schwere Bauart. Diese differenzierte Betrachtung der Bauarten ermöglicht eine angemessene Einschätzung der thermischen Trägheit des Gebäudes und damit des Vermögens, sommerliche Raumtemperaturspitzen im Tagesverlauf abzupuffern.

Rechnerische Einstufung der Bauart
Alternativ zur pauschalen Einstufung der Bauart kann die wirksame Wärmespeicherfähigkeit $C_{\mathrm{wirk}}$ eines Raumes auch detailliert nach DIN EN ISO 13786 [5] ermittelt werden. Dafür wird die sogenannte „10-cm-Regel bis zum ersten Dämmstoff“ angewendet: man addiert von innen aus die nutzbaren Wärmespeicherfähigkeiten der Baustoffschichten für die ersten 10 cm der Bauteile oder bis zum ersten Dämmstoff im Bauteilaufbau, wenn dieser weniger als 10 cm von der Innenoberfläche entfernt ist. Diese Summe bezieht man auf die lichte Grundfläche des Raums und erhält die wirksame grundflächenbezogene Wärmespeicherfähigkeit des Raumes. Anschließend wird diese nach Tafel 4 einer der drei Bauartenklassen leichte, mittlere oder schwere Bauart zugeordnet:

$\frac{C_{\mathrm{wirk}}}{A_G} = \frac{\sum_i (d_i \cdot \rho_i \cdot c_i \cdot A_j)}{A_G}$

mit:
$C_{\mathrm{wirk}}$ wirksame Wärmespeicherfähigkeit des Raums in $\mathrm{kJ/(m^2\cdot K)}$
$d_i$ Dicke der jeweiligen Baustoffschichten $i$ aller Bauteile mit direkter Anbindung an die Raumluft
$\rho_i$ Dichte des jeweiligen Baustoffs $i$
$c_i$ spezifische Wärmekapazität des Baustoffs
$A_j$ Bauteilfläche aller Umfassungsbauteile $j$ des betrachteten Raumbereichs
$A_G$ lichte Raumgrundfläche des bestimmten Raumbereichs

Wichtig sind dabei folgende Überlegungen, aus denen sich die „10-cm-Regel“ ergibt:

• Primär tragen hauptsächlich die raumnahen Schichten zur Pufferung solarer Energie im Tagesrhythmus bei. Tiefer liegende Bereiche haben aufgrund ihrer thermischen Trägheit einen vernachlässigbaren Einfluss.
  − Bei Außenbauteilen werden maximal die ersten 10 cm von der Innenoberfläche aus berücksichtigt.
  − Dünne Innenbauteile (< 20 cm) werden bis zur Wandmitte berücksichtigt.
  − Bei dicken Innenbauteilen (> 20 cm) werden nur die raumseitigen 10 cm einbezogen.
• Wärmedämmschichten, beispielsweise auf abgehängten Decken oder in Installationsebenen hinter raumseitigen Bekleidungen, koppeln dahinterliegende Speichermassen thermisch von der Raumluft ab; die Speichermassen stehen dann für die Pufferung im Tagesrhythmus nicht mehr zur Verfügung.
  -Bei Außen- und Innenbauteilen mit raumnahen Dämmschichten (mit einer Wärmeleitfähigkeit $\lambda < 0{,}10\,\mathrm{W}/(\mathrm{m}\cdot\mathrm{K})$) in den ersten $10\,\mathrm{cm}$ des Bauteils, vom Rauminneren aus gesehen, werden nur die Schichten von der Raumluft bis zum Beginn der ersten Dämmschicht gezählt.

Bilder/Tafeln