Die spezifische Wärmekapazität C ist eine von der Beschaffenheit des Stoffes abhängige Größe, die als Materialkonstante angesehen werden kann. Synonym wird von „Stoffwärme“ gesprochen. Die Einheit für die spezifische Wärmekapazität C ist Joule pro Kilogramm- Kelvin. Die Wärmekapazität ist der Wärmeenergie, die notwendig ist, um 1 Kilogramm eines Stoffes um 1 Kelvin zu erwärmen [1].
Infolgedessen muss Baustoffen mit einer geringen spezifischen Wärmekapazität weniger Energie zugeführt werden, um das Temperaturniveau zu erhöhen.
Die wirksame Wärmekapazität ist das Summenprodukt aus spezifischer Wärmekapazität, Rohdichte des Stoffes, Dicke des Stoffes und der Fläche des Bauteiles [2]:
Die Berechnung erfolgt, indem bei von außen gedämmten Konstruktionen nur die raumseitigen Bauteilschichten betrachtet werden. Sind dämmende Schichten raumseitig angeordnet, erfolgt die Berechnung nur bis zur Dämmebene. Von Belang sind also die Wärmekapazitäten innerhalb einer Dämmebene.
Die spezifische Wärmekapazität ist wenig aussagekräftig, weil diese mit Rohdichte und Bauteildicke multipliziert werden muss. Wärmedämmstoffe haben folglich durch ihre geringe Dichte eine geringe wirksame Wärmekapazität. Wasser hat hingegen durch seine hohe spezifische Wärmekapazität einen wichtigen Einfluss auf das Wärmeverhalten.
Das Verhältnis wirksame Wärmekapazität zu Nettogrundfläche des Raumes definiert innerhalb folgender Grenzen über die Einordnung der Bauart:
- Leichte Bauart: Cwirk / AG < 50 Wh / (Km²)
- Mittlere Bauart: 50 Wh / (Km²) < Cwirk / AG < 130 Wh / (Km²)
- Schwere Bauart: Cwirk / AG > 130 Wh / (Km²)
Eine hohe wirksame Wärmekapazität bedeutet im Sommer, dass ein Bauteil viel Wärmeenergiezufuhr benötigt, um sich aufzuwärmen. Dadurch wird versucht, den Zeitpunkt der Temperaturspitzen auf die Nachtstunden zu verschieben, sodass die Nachtkühlung kompensierend wirkt.
Im Winter bedeutet eine hohe Wärmekapazität innerhalb einer Dämmebene, dass aufgeheizte Wände längere Zeit warm bleiben.
In Wohnräumen erfolgt der überwiegende Wärmeaustausch über Wärmestrahlung. Materialien mit hohen spezifischen Wärmekapazitäten an sichtbaren Oberflächen verbessern das sommerliche Wärmeverhalten deutlich. Dazu zählen nicht-poröse Massivbauteile, besonders Beton, Kalk oder Lehm.
Literatur:
[1] Matthias Post , Peter Schmidt: „Lohmeyer: Praktische Bauphysik: Eine Einführung mit Berechnungsbeispielen“, Springer Vieweg, Wiesbaden 2019
[2] Wolfgang M. Willems: „Lehrbuch der Bauphysik“, Springer Vieweg, Wiesbaden 2017
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