ein Kaltluftsee entsteht durch Kaltlufteinfall

Kaltluftsee - Kaltlufteinfall

Quelle: Heizkonvektor.de

Eine kalte Luftschicht am Boden eines Raumes bezeichnet man als Kaltluftsee. Diese Luftschicht (Kaltluftsee) bildet sich durch Kaltlufteinfall und/oder schlechte Wärmedämmung eines Fußbodens. Sie schränkt die Behaglichkeit durch das Empfinden von kalten Füßen ein. Auch eine undichte Gebäudehülle kann zur Bildung eines Kaltluftsees führen.

Ein Kaltlufteinfall entsteht, wenn warme Raumluft sich an kalten Oberflächen, so z. B. an Fenstern, Außenwände, abkühlt. Da kalte Luft schwerer ist als warme Luft, sinkt sie zu Boden. Sie führt dabei zu einer ungünstigen Luftströmung, die aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeit nicht messbar ist. Sie wird nur als unbehaglich empfunden.

Durch diesen Kaltlufteinfall kommt es auch zur Ausbildung von kalten Luftschichten am Boden eines Raumes. Die Ursache für kalte Oberflächen ist eine unzureichende Wärmedämmung oder Fenster mit schlechtem U- bzw. g-Werten.. Dem Kaltlufteinfall kann man auch durch eine konvektive Aufwärtsströmung warmer Luft aus Heizkörpern bzw. Heizflächen oder besserer Wärmedämmung entgegenwirken.

Aber auch undichte Einströmöffnungen von dezentralen Lüftungssystemen, Dunstabzughauben, externe Verbrennungsluftöffnungen und Dachlüfter können einen erheblichen Kaltlufteinfall verursachen.

Die Norminnentemperatur ti eines Raumes wird etwa zu 50% von der Luft- und zu weiteren 50% von der mittleren Oberflächentemperatur der Raumumfassungsflächen tF,m gebildet.

Je niedriger die Außentemperatur ta und je größer der Wärmedurchgangskoeffizient der Wand Uw, oder des Fensters UF, desto niedriger ist auch die Oberflächentemperatur auf der Raumseite dieser Bauteile.

Untertemperaturen einer Wand / eines Fensters in Abhängigkeit von der Außentemperatur ta und dem Wärmedurchgangskoeffizienten U

Maximale Luftgeschwindigkeit
ta = –12 °C, ti = + 22 °C

Quelle: SHKwissen

Die Oberflächentemperatur tF berechnet sich nach folgendem Ansatz:

Der spezifische Wärmestrom vom Raum zum Fenster oder zur Wand beträgt:

q1 = ai (ti - tF)

Der Wärmestrom vom Raum nach außen beträgt:

q2 = U (ti - ta)

Beide Wärmeströme sind gleich:

q1 = q2

Daraus folgt:

ai (ti - tF) = U (ti – ta)

ai . t1 – ai .tF = U (ti – ta)

tF = ai . ti – U(ti – ta ) / a

Beispiel: Wie groß ist die Oberflächentemperatur tF auf der Innenseite eines Fensters?

für ti = 20 °C, ta = –10 °C, U = 1,5 W / (m2K), ai = 8 W / (m2K)

tF = 8 . 20 – 1,5 (20 + 10) / 8

tF = 107,5 / 8

tF = 14,4°C

Somit beträgt die Temperaturdifferenz

deltat = ti - tF

bezogen auf ti = 20 °C

deltat = 20 - 14,6 = 5,4 K (Untertemperatur)

Die Geschwindigkeit der nach unten gerichteten Luftströmung nimmt mit sinkender Oberflächentemperatur und Höhe der Außenwand bzw. der Fensterfläche zu.

Auch in Gebirgstälern können sich Kaltluftseen ausbilden, wenn sich bei windschwachen und austauscharmen Wetterlagen kalte Luft ansammelt und die Kaltluft nicht durch ein Seitental abfließen kann. Einige Alpentäler weisen z.B. genau eine solche kesselförmige Gestalt auf, so daß dort im Winter innerhalb solcher Kaltluftseen bisweilen sehr tiefe Temperaturen auftreten können (bis unter -40°C). (Quelle: wetter.at)

Quelle: meteocom >

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