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Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen

Außenwände bestimmen wesentlich den Heizenergieverbrauch eines Gebäudes. Schlechte Dämmung verursacht hohe Heizkosten und belastet die Umwelt durch erhöhten CO2-Ausstoß der Heizung. Entscheidend für den Wärmedurchlass einer Mauer ist ihre Wärmeleitfähigkeit. Diese kann nun speziell für Lochziegel mit einem neuartigen Gerät wesentlich schneller und damit preisgünstiger als mit herkömmlichen Verfahren bestimmt werden.

Thermogramm eines Hauses (aus zwei Einzelaufnahmen zusammengesetzt), in dem die Wärmebrücken (rot) erkennbar sind

Nach dem deutschen Bauproduktengesetz muss für jeden wärmedämmenden Ziegeltyp die Wärmeleitfähigkeit nach festgesetzten Richtlinien ermittelt werden. Diese erlauben entweder die Messung an entsprechend errichteten Wandprüfkörpern oder am Scherben, d.h. am Vollmaterial. Hierzu wird die Wand bzw. der Scherben auf der einen Seite so lange gleichmäßig erwärmt und auf der anderen gekühlt, bis sich ein stationärer Wärmestrom einstellt. Dieser ist das Maß für die Wärmeleitfähigkeit. Beide Verfahren sind zeit- und bedienungsintensiv und damit teuer.

Abhilfe schafft hier ein von der PTB entwickeltes Messgerät. Ein dünner, stromdurchflossener Nickelstreifen, der zwischen die beiden Teile eines halbierten Ziegels gelegt wird, dient dabei als Wärmeleitfähigkeitssensor. Über eine 4-Punkt-Widerstandsmessung mit großer Stromstärke wird für etwa fünf Minuten sein Temperaturanstieg bestimmt. Aus der Steigung des Signals ergibt sich die Wärmeleitfähigkeit. Da dieses so genannte THS(transient hot strip)-Gerät neben dem Nickelstreifen nur eine Stromquelle, ein Voltmeter und einen PC benötigt, ist der Aufwand sehr gering. Das Gerät, mit dem die Wärmeleitfähigkeit mit einer Unsicherheit von 2,6 % gemessen werden kann, ist mittlerweile für die bauaufsichtliche Überwachung von Lochziegeln amtlich zugelassen.

Diese Entwicklung wird zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit sowohl von Prüfinstituten als auch von Ziegelherstellern beitragen. Darüber hinaus eröffnet der große Messbereich des THS-Geräts weitere Anwendungsfelder, wie z.B. die Untersuchung von Kunst- und Wärmedämmstoffen für Fensterrahmen.

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