Problemstellung

Die Beschreibung der Wärmeströme durch Bauteil und angrenzendes Erdreich ist durch Verwendung von nur einer Koordinate auch nicht näherungsweise möglich. Die üblicherweise verwendete eindimensionale Theorie (d.h. das Rechnen mit Wärmedurchgangskoeffizienten und diesen zugeordneten Flächen) versagt hier. Eine genauere Analyse der Problematik führt zur Erkenntnis, dass auch das Arbeiten mit zwei Koordinaten - also das Erfassen von Wärmeströmen in einer Ebene - in den meisten für die Baupraxis relevanten Fällen zu nur sehr unsicheren Ergebnissen führt und damit die angestrebte Planungssicherheit nicht gewährleisten kann. Der Wärmefluss vom Gebäudeinneren durch erdberührte Bauteile nach außen kann somit mit ausreichender Genauigkeit nur durch ein dreidimensionales Berechnungsmodell erfasst werden.

Da sehr große Bereiche des das Gebäude umgebenden Erdreichs vom Wärmestrom erfasst werden, spielt die Wärmespeicherfähigkeit eine keinesfalls zu vernachlässigende Rolle. Stationäre, also zeitunabhängige Berechnungsansätze scheiden von vorn herein aus, da sie nicht geeignet sind, die Rolle der Wärmespeicherfähigkeit zu berücksichtigen. Auch quasistationäre Methoden, wie z. B. die monatliche, stationäre Bilanzierung, führen zu Ergebnissen, die üblicherweise den Wärmeverlust über erdberührte Bauteile im Winter stark überschätzen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Erfassung der Wärmetransport- und Wärmespeicherungsvorgänge in erdberührten Bauteilen und im an diese Bauteile angrenzenden Erdreich nach einem dreidimensionalen, instationären (d.h. zeitabhängigen) Berechnungsansatz verlangt.