Aufbau des Berechnungsmodells

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass im Fall erdbodenberührter Bauteile ein eindimensionales Berechnungsmodell nicht brauchbar ist. Somit ist auch die Angabe von U-Werten für erdberührte Bauteile nicht weiter verwertbar.

Zweidimensionale Berechnungsmodelle werden gerne für Vertikalschnitte zur Erfassung des Wärmeverlusts erdberührter Bauteile angesetzt. Bezüglich der Modellierung ist festzuhalten, dass weite Bereiche des das Gebäude umgebenden Erdreichs in die Berechnung einzubeziehen sind. Normative Setzungen zur Modellierung sind in der ÖNOrm EN ISO 10211 [3] festgeschrieben.

Als Ergebnis einer zweidimensionalen Durchrechnung ergibt sich ein längenbezogener Leitwert in [W/m*K]. Um den gesuchten Leitwert zu erhalten, muss dieser längenbezogene Leitwert mit einer Länge multipliziert werden. Im Fall einer zweidimensionalen Berechnung ist dies immer die Länge senkrecht zur Modellierungsebene. Für den Mittentyp eines Reihenhauses ist dies z. B. die Gebäudebreite.

Handelt es sich jedoch um ein frei stehendes Gebäude, ergibt sich unmittelbar die Frage, mit welcher Länge der längenbezogene Leitwert zu multiplizieren ist. Bei luftberührten Bauteilen wird meist unhinterfragt eine Länge verwendet, die nicht senkrecht auf die Modellierungsebene steht. Im Attikabereich ist dies z. B. der Perimeter des Gebäudes, beim Anschluss zwischen Glas und Fensterrahmen die gesamte Kantenlänge zwischen Glas und Rahmen, etc. . Diese physikalisch nicht korrekte Vorgangsweise führt auf einen Fehler, der bei luftberührten Bauteilen in der Größenordnung von ca. 5% liegt und somit tolerierbar erscheint [4].

Bei erdbodenberührten Bauteilen führt die Multiplikation des längenbezogenen Leitwerts mit dem Umfang des Gebäudes zu Ergebnissen, die im Vergleich zu einer dreidimensionalen Modellierung als falsch, zum Teil auch als grob falsch zu klassifizieren sind. Es ist hierbei nicht einmal klar, ob der Fehler auf der sicheren oder der unsicheren Seite liegt; die Abweichung ist stark von der jeweils vorliegenden Geometrie der Bodenplatte oder des Kellers abhängig [5]. 

Conclusio: Im Normalfall erfordert die Berechnung der Wärmeverluste über erdbodenberührte Bauteile eine dreidimensionalen Modellierung.