Wärmeübertragung und Dämmung – ein Haus warm halten
NaturwissenschaftenEnergieAlter 13–14
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Zum Starten anmeldenEin Haus verliert Wärme über Wände, Dachboden, Fenster, Boden und undichte Fugen. Wählen Sie Wand- und Dachbodendämmung, Einfach- oder Doppelverglasung und Fugenabdichtung; stellen Sie Außentemperatur, Heizleistung und Thermostat ein. Verfolgen Sie das Temperatur-Zeit-Diagramm über 24 Stunden, den Wärmeverlust jedes Bauteils sowie Energie und Kosten pro Tag. Ein Zusatzversuch vergleicht Stäbe aus Kupfer, Aluminium, Stahl, Holz und Kunststoff mit angewachsten Reißzwecken in heißem Wasser.
Lektion: Wärmeübertragung durch Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung; Wärmeleiter und Dämmstoffe; Energiesparen im Haus
Was sie zeigt
Wärme fließt immer vom wärmeren zum kälteren Ort. Ein beheiztes Haus verliert Energie durch Wärmeleitung über Wände, Dachboden, Boden und Glas, durch Konvektion, wenn warme Luft durch Fugen entweicht, und durch Strahlung, die Low-E-Glas nach innen zurückwirft. Der U-Wert eines Bauteils gibt an, wie viele Watt pro Quadratmeter und Grad Temperaturunterschied hindurchgehen; an kalten Tagen braucht die Heizung daher mehr Energie. Mineralwolle, eingeschlossene Luft, Holz und Kunststoff leiten Wärme schlecht, Metalle leiten sie gut. Das Modell behandelt das Haus als einen einzigen Block.
So funktioniert es
Klicken Sie auf Start und beobachten Sie die rote Linie, während das Thermostat die Heizung schaltet. Ändern Sie Wände, Dachboden, Fenster oder Fugen abdichten und vergleichen Sie die Balken und die kWh pro Tag. Klicken Sie auf Heizung: an, um sie abzuschalten, und sehen Sie, wie schnell das Haus abkühlt. Zurücksetzen behält den vorherigen Lauf als graue Linie. Ändern Sie unter Wärmeleitung in Stäben die Wassertemperatur und vergleichen Sie die gefallenen Reißzwecken.
Einstellbare Parameter
- Ansicht Haus, Versuch: Wärmeleitung in Stäben
- Wände Ziegel, ungedämmt, Mit Mineralwolle
- Dachboden Ungedämmt, 27 cm Dämmung
- Fenster Einfachverglasung, Doppelverglasung, Doppelverglasung mit Low-E-Beschichtung
- Fugen abdichten (gegen Zugluft)
- Außentemperatur -10–20 °C
- Heizleistung 0–15 kW
- Thermostat-Sollwert 16–24 °C
- Strompreis 0,05–0,5 $/kWh
- Temperatur des heißen Wassers (Stäbe) 60–100 °C
Fragen zum Erkunden
- Welches Bauteil des ungedämmten Hauses verliert am meisten Wärme, und warum?
- Warum hält Doppelverglasung einen Raum wärmer als Einfachverglasung?
- Warum sind Topfgriffe meist aus Holz oder Kunststoff statt aus Metall?
