Physikalische Eigenschaften eines Materials
Die Wärmeleitfähigkeit λ
Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt das Vermögen eines Materials Wärme zu leiten. Für die meisten Andwendungen wird vereinfachend angenommen, dass die Größe konstant ist und damit mit einem einfachen Zahlenwert beschreiben werden kann. Die SI Einheit dieser Größe ist W/mK. Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt damit den Wärmestrom, welcher durch eine 1 Meter dicke Schicht fließt, wenn eine Temperatudifferenz von einem Grad Kelvin (bzw. °C) anliegt.
Für komplexere Modelle kann auch die Temperaturabhängigkeit des Materials berücksichtig werden.
Eine Besonderheit stellt die äquivalente Wärmeleitfähigkeit einer Luftschicht da. Hierfür existieren in HTflux zwei Modelle, welche den entsprechenden Wert nach den Vorgaben der Normen ISO 6946 und ISO 10077-2 berechnen.
(Anmerkung: HTflux kann auch mit den vorwiegend in den USA gebräuchlichen IP-Einheiten arbeiten. In diesem Fall wird Wärmeleitfähigkeitsparameter mittels des sogenannten R-Werts mit der Einheit h.ft²/BTU.in angegeben.)
Die spezifische Wärmekapazität c
Die spezisfische Wärmekapazität beschreibt die Fähigkeit eines Materials Wärme zu speichern. In SI Einheiten entspricht sie also jener Wärmemenge welche nötig ist um 1 kg des entsprechenden Materials um ein Grad Kelvin (Celsius) zu erwärmen. Die Einheit ist deshalb J/kg.K. Die Angabe eines korrekten Werts für die spezifische Wärme ist in HTflux nur bei der Durchführung von transienten Simulationen oder bei der Berechnung von dynamischen Kennwerte (siehe U-Wert Bestimmung) notwendig. Bei sogenannten stabilen Simulationen (z.B. Wärmebrückenberechnung) oder Glaser 2d-Berechnungen hat die Wärmekapazität der Materialien keinen Einfluss auf das Ergebnis.
Der Wasserdampfdiffusionswiderstand µ
Der Wasserdampfdiffusionswiderstand beschreibt den Widerstand des Baustoffs gegen die Durchdringung von Wasserdampf. Der sogenannte µ-Wert ist dimensionslos („besitzt die Einheit 1“), da er das Verhältnis des Diffusionswiderstand des Baustoffs im Verhältnis zu jenem von unbewegter Luft beschreibt.
Ein µ-Wert von 100 bedeutet, also dass der betreffende Stoff 100 mal dampfdichter ist, als ein Luftraum der selben Dicke. Da Wasserdampfdiffusion in Luft sehr leicht möglich ist, kennzeichnen niedrige einstellige Werte ein sehr diffusionsoffenes Material. Beton weist meist einen Wert im Berich von 100 auf, während Kunststoffe (PVC, PE, …) üblicherweise µ-Werte im Bereich von 10.000 bis 100.000 besitzen. Metalle und Gläser sind in der Regel vollständig dampfdicht. Dieses Verhalten wird numerisch meist mit einem Wert von 1.000.000 beschrieben. Häufig werden für ein Material zwei µ-Werte angegeben. In diesem Fall bezieht sich ein Wert auf das Verhalten des trockenen Materials, während der andere jenes des feuchten beschreibt. Die Auswahl welcher Wert der zutreffende ist, muss dann vom Anwender getroffen werden. Bei Bemessungen wird dann in der Regel der ungünstigere Werte gewählt („sichere Seite“).
Die Eingabe eines korrekten µ-Werts ist ausschließlich für Glaser 2d-Simulationen erforderlich.
Der sd-Wert
Bei Dampfbremsen wird häufg wird auch der sd-Werte angegeben. Dieser beschreibt die absolute Dampfdichtheit eines Materials bei gegebener Dicke. Hat eine Dampfbremse einen sd-Wert von 1000, so bedeutet dies, dass die Folie die Dampfdiffusion in gleichem Ausmaß hemmt wie eine (theoretische) Luftschicht mit einer Dicke von 1000m. Sie können den µ-Wert eines Materials zur Verwendung in HTflux bei gegebenem sd-Wert und gegebener Dicke d somit aus der Beziehung µ=sd/d errechnen.
Die Rohdichte ρ
Die Rohdichte beschreibt die Masse einer Volumseinheit des Materials. In SI-System ist Einheit der Rohdichte kg/m³.
Die hier eingegebne Rohdichte bezieht sich auf die sogenannte Brutto-Rohdichte, das heißt, dass etwa bei prösem Material oder Schüttungen die Lufthohlräume miteingeschlossen werden.
Die korrekte Eingabe der Rohdichte ist nur erforderlich, wenn zeitaufgelöste (transiente) thermische Simulationen durchgeführt werden, oder wenn dynamisch-thermische Kenngrößen berechnet werden sollen (siehe U-Wert-Tool).
Welche Eigenschaften sind relevant für meine Simulation?
