Wärmeleitfähigkeit von Luftschichten
In abgeschlossenen Luftschichten erfolgt der Wärmetransport durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung. Der Anteil der Wärmeleitung ist sehr gering und spielt nur bei sehr dünnen Luftschichten eine Rolle. Dagegen ist der Einfluss der Strahlung und der Konvektion relativ groß.
Die Wärmeübertragung durch Strahlung ist unabhängig von der Dicke der Luftschicht und hängt in erster Linie von den Strahlungszahlen der beiden begrenzenden Oberflächen ab. Bei Temperaturen kleiner als 100 °C wird, wie schon erwähnt, nur zwischen metallischen Oberflächen mit kleinem Emissionsgrad und nichtmetallischen mit hohem Emissionsgrad unterschieden. Der Konvektionsanteil an der Wärmeübertragung in einer Luftschicht hängt von ihrer Lage und Dicke ab. Je dicker die Luftschicht ist, umso stärker ist die Konvektion und umso mehr Wärme wird transportiert.
Bei waagerechten Luftschichten spielt auch die Richtung des Wärmestromes eine Rolle. Der Wärmedurchlasswiderstand erhöht sich, wenn sie von oben nach unten, d.h. entgegengesetzt zum konvektiven Auftrieb, läuft.
| Wärmedurchlasswiderstand waagerechter Luftschichten zwischen nichtmetallischen Begrenzungsflächen in Abhängigkeit von der Dicke der Luftschicht und der Richtung des Wärmestroms | ||
| Luftschichtdicke [cm] | Wärmedurchlasswiderstand [m²·K / W] bei Wärmestrom | |
| von unten nach oben | von oben nach unten | |
| 0,5 | 0,11 | 0,12 |
| 1 | 0,14 | 0,16 |
| 2 | 0,15 | 0,19 |
| 4 | 0,16 | 0,21 |
| 6 | 0,16 | 0,22 |
| 8 | 0,16 | 0,23 |
| 10 | 0,16 | 0,23 |
| 15 | 0,16 | 0,24 |
| 20 | 0,16 | 0,24 |
| Wärmedurchlasswiderstand senkrechter Luftschichten zwischen Begrenzungsflächen unterschiedlicher Emissionsgrade (εnichtmetallisch = 0,9 / εmetallisch = 0,05) | |||
| Luftschichtdicke [cm] | Wärmedurchlasswiderstand [m²·K / W] bei Emissionsgraden der Begrenzungsflächen | ||
| 0,9/0,9 | 0,9/0,05 | 0,05/0,05 | |
| 0,5 | 0,12 | 0,22 | 0,22 |
| 1 | 0,15 | 0,35 | 0,41 |
| 2 | 0,17 | 0,55 | 0,60 |
| 4 | 0,18 | 0,63 | 0,69 |
| 6 | 0,18 | 0,62 | 0,68 |
| 8 | 0,18 | 0,60 | 0,65 |
| 10 | 0,18 | 0,59 | 0,64 |
| 15 | 0,17 | 0,56 | 0,60 |
| 20 | 0,17 | 0,53 | 0,57 |
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