Die physikalischen Grundlagen des Styrodur-Schutzbaus

    • Hallo Thomas.

      Mein Schutz ist aus Styropor, das habe ich aber auch erwähnt.
      Allerdings wird er nie direkt von der Sonne beschienen, er steht im absoluten Schatten.
      Dennoch erwärmt er sich tagsüber allein durch das diffuse Licht.

      Demnach könnte Styropor gegenüber Styrodur sogar Vorteile haben.

      Wäre ja auch logisch, Stydodur nutzt man ja auch vorwiegend unterhalb der Erdoberfläche, dort macht ein solarer Temperaturgewinn ja auch keinen Sinn.

      Edit.

      Mit Lichtdurchlässig meinen wir immer das für uns sichtbare Licht.
      Kurzwellige Solarstrahlung ist aber kein sichtbares Licht, es ist elektromagnetische Strahlung, die erst beim auftreffen auf ein Objekt zu Licht wird.
      Erinnere dich, im Weltraum zwischen Sonne und Erde ist es absolut dunkel.

      Volker



      Volker

    • Volker schrieb:

      Hallo Thomas.

      Mein Schutz ist aus Styropor, das habe ich aber auch erwähnt.
      Allerdings wird er nie direkt von der Sonne beschienen, er steht im absoluten Schatten.
      Dennoch erwärmt er sich tagsüber allein durch das diffuse Licht.

      Demnach könnte Styropor gegenüber Styrodur sogar Vorteile haben.

      Wäre ja auch logisch, Stydodur nutzt man ja auch vorwiegend unterhalb der Erdoberfläche, dort macht ein solarer Temperaturgewinn ja auch keinen Sinn.

      Volker
      Hallo Volker,
      denke dran: Was Strahlung rein läßt (tagsüber), läßt auch Strahlung raus (nachts)! Aber ehrlich gesagt kann ich nur zu meinem Styrodur-Schutzbau eine Aussage machen, da ich nur für diesen einen Temperaturverlauf habe. Und eine bessere Interpretation als die der Bodenwärme als Hauptwärmequelle habe ich dafür noch nicht gefunden.

      Was bei deinem Schutzbau den Erdboden als Wärmequelle m. E. völlig ausfallen läßt, das ist die geringe Grundfläche: 50 x 50 cm sind 0,25 m². Mein Trachyschutzbau hat in etwa die 6,4-fache Grundfläche und damit auch die 6,4-fache "Heizleistung" des Erdbodens. Von den im Eingangspost abgeschätzten ca. 42 W Boden-Heizleistung kämen bei deinem Bau also nur noch gut 6,5 W an. Ich bezweifel, dass man davon noch viel spüren wird, da wirst Du zwingend auf eine Zusatzheizung angewiesen sein. Auf jeden Fall ist bei dieser kleinen Grundfläche das Prinzip der "Bodenheizung" schon theoretisch nicht realisierbar, ganz unabhängig davon, ob du Styropor oder Styrodur verwendest.

      Ich habe jetzt übrigens auch mal den USB-Temperaturlogger aus dem unbeheizten Brahea-Schutzbau ausgelesen. Der hat die gleiche Grundfläche wie der Trachyschutzbau, aber nur die halbe Höhe. Der Tiefstwert betrug darin am 25.12. um 21:19 Uhr -2,1 °C. Da hat der doppelt so große Trachyschutzbau - 3,3 °C Innentemperatur gehabt. Ist auch logisch, da die Oberfläche des kleinen Schutzbaus entsprechend kleiner ist.
      Gruß
      Thomas

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    • Volker schrieb:

      Von den im Eingangspost abgeschätzten ca. 42 W Boden-Heizleistung kämen bei deinem Bau also nur noch gut 6,5 W an. Ich bezweifel, dass man davon noch viel spüren wird ...


      Das meine ich ja.
      Der Erdboden spielt eher gar keine Rolle.
      Deshalb muss der Wärmegewinn aus anderen Quellen resultieren.

      Volker

      Hallo Volker,
      vielleicht ist damit der scheinbare Widerspruch gelöst:
      Mein Schutzbaukonzept ist ein anderes als deines, und es funktioniert mit der Bodenwärme scheinbar genauso wie in der Theorie erwartet, denn alle Messdaten passen doch recht gut zusammen. Es macht schon einen Unterschied, ob der Boden konstruktionsbedingt (= grundflächenabhängig) 6,5 W oder 42 W Heizleistung liefert!

      Gruß
      Thomas

      PS: Ich habe jetzt mal zum Spaß meinen Schutzbau aus dem Eingangsposting mit deiner Grundfläche, aber sonst unveränderten Daten (Styrodur 6 cm, 2,45 m Höhe) gerechnet. Ergebnis: Der Schutzbau käme bei den Beispieltemperaturen aus dem Eingangsposting auf einen Wärmeverlust von 15,8 W. Die Heizleistung des Bodens betrüge aber unter diesen Bedingungen nur 6,5 W. Mit anderen Worten, über die Bodenwärme könnte dein Schutzbau schon rein rechnerisch nicht die Temperaturdifferenz aus dem Eingangsposting aufrecht erhalten. Dabei habe ich noch gar nicht berücksichtigt, dass bei so kleiner Grundfläche und fehlender Bodenisolierung der Temperatureinfluß des Erdbodens außerhalb des Schutzbaues sehr groß wird.

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    • Volker schrieb:

      ..
      Viele User nutzen aber ebenfalls Styroror anstatt Styrodur.

      Da scheint es nun aber einen Unterschied zu geben.
      Bei einem Styroporschutz spielt im Gegensatz zum Styrodur wohl neben der Erdwärme auch der Solareffekt eine große Rolle.
      ...

      Ob der Unterschied zwischen den Materialien wirklich so gravierend ist, kann ich nicht beurteilen. Ich habe nur Styrodurbauten vermessen.

      Sicher ist aber, dass mein Schutzbaukonzept mit dem Erdboden als Hauptwärmequelle zwingend eine höhere Grundfläche voraussetzt! Es funktioniert bei Grundflächen von 1,25 x 1,25 m oder größer. Wird die Grundfläche zu klein, kommt der wärmende Effekt des Bodens nicht zum Tragen und es wird in der Sonne eine schnellere Aufheizung stattfinden (Luft erwärmt sich schneller als nasser Erdboden).

      Gruß
      Thomas

    • Volker schrieb:

      Bei einem Styroporschutz spielt im Gegensatz zum Styrodur wohl neben der Erdwärme auch der Solareffekt eine große Rolle.


      Hallo Volker,
      das kann ich auch bestätigen. Auf äußere Wärme reagiert der Schutz beinahe zeitgleich und im Verhältnis zur Temperaturanhebung. Bei fallenden Temperaturen dauert es manchmal 1-2 Stunden, bis sich das auf die Messkurven auswirkt. Die Solarwirkung scheint selbst durch die dünne Baufolie nicht wesentlich beeinträchtigt zu sein.

      Noch etwas allgemeines:
      Ich finde es sehr gut, dass wir uns auch einmal mit den Detaills beschäftigen und es verschiedene Meinungen dazu gibt.
      Im Grunde wollen wir doch alle nur die besten Schlüsse daraus ziehen und dazu scheint Thomas Thread viel wissenswertes beizutragen.
      Auch wenn ich eher der Meinung bin, dass die Bodenwärme in den ersten Wochen aus dem Wärmespeicher der gepufferten Erde resultiert, diese dann aber mit zunehmender Dauer mehr und mehr abnimmt.
      Aber das ist nur meine Vermutung.

      v.G.
      -klaus-

    • Wird die Grundfläche zu klein, kommt der wärmende Effekt des Bodens nicht zu tragen und es wird in der Sonne eine schnellere Aufheizung stattfinden (Luft erwärmt sich schneller als nasser Erdboden).

      Das kommt in meinem Fall beides nicht zum tragen.
      Die Bodenfläche ist zu gering und der Schutz steht im Schatten.
      Dennoch steigt die Innentemperatur analog zur Dauer des Tageslichts.

      Wie Du ja selbst schreibst, Styrodur ist lichtundurchlässig, in einem Styroporbau ist es hingegen relativ hell.
      In wie weit die kurzwellige Strahlung nun die beiden Materialien besser oder schlechter durchdringt, hat wohl noch niemand veröffentlicht.
      Jedenfalls finde ich keine Daten darüber.

      Die "gefangene" Wärme dringt jedenfalls von innen nach außen bei beiden Materialien annähern gleich nach außen.
      Also in etwa der gleiche Isolationsfaktor.

      Man müsste eben 2 identische Bauten mit beiden Materialien direkt vergleichen.

      Volker

    • Hallo Thomas,

      TheChemist schrieb:


      Wird die Grundfläche zu klein, kommt der wärmende Effekt des Bodens nicht zum Tragen und es wird in der Sonne eine schnellere Aufheizung stattfinden (Luft erwärmt sich schneller als nasser Erdboden).


      huch, meißel doch nicht gleich alles in Stein. Auch bei einer sehr kleinen Grundfläche kommt die Bodenwärme in einem Styrodurschutz zum Tragen - das darauf befindliche Volumen muss halt in Relation zu der kleinen Grundfläche stehen. Hier mal die Kurve eines 60er Würfels (gelbe Linie - unbeheizt - 40mm Plattenstärke):

      ...die rote Linie ist eine Behausung, welche eher ohne Bodenwärme auskommen muss. Das ist Rollstyropor (ca. 10mm dick) auf einer 30-35cm dicken Rindenmulch-Schicht - steht also nicht auf dem Boden. Schwarz=Außentemperatur


      -volker-

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    • Volker S schrieb:

      Hallo Thomas,

      TheChemist schrieb:


      Wird die Grundfläche zu klein, kommt der wärmende Effekt des Bodens nicht zum Tragen und es wird in der Sonne eine schnellere Aufheizung stattfinden (Luft erwärmt sich schneller als nasser Erdboden).


      huch, meißel doch nicht gleich alles in Stein. Auch bei einer sehr kleinen Grundfläche kommt die Bodenwärme in einem Styrodurschutz zum Tragen - das darauf befindliche Volumen muss halt in Relation zu der kleinen Grundfläche stehen. Hier mal die Kurve eines 60er Würfels (gelbe Linie - unbeheizt):

      ... die Aussage war natürlich auf einen Schutzbau bezogen, der alternativ zu dem aus dem Eingangsposting zu sehen ist und sich nur dadurch von diesem unterscheidet, dass die Grundfläche kleiner ist (also auch ca. 2,45 m hoch)!

      Ein Styrodurbau mit Grundfläche 50 x 50 cm könnte in den Beispielbedingungen des Eingangsthreads dann den gleichen Wärmeeffekt vom Boden nutzen wie der Beispiel-Schutzbau, wenn die Oberfläche der Außenhaut auch um den Faktor 6,4 kleiner ist. Das wäre bei einer Höhe von 95 cm der Fall. Aber aufgepaßt: Nur dann, wenn gegen den kalten Außenboden hinreichend isoliert wurde. Sonst ist schon deutlich früher Schluß.

      Ein 60er Würfel ist grundsätzlich auch kein Problem: Der bringt unter den Temperaturbedingungen des Eingangsposts ca. 10 W Wärmeleistung aus dem Boden und verliert bei 6 cm Styrodur bei diesen Bedingungen nur 5,5 W (aber ebenfalls nur, wenn die Isolierung gegen kalten Außenboden sehr gut ist, sonst ist die Wirkung schwächer).

      Gruß
      Thomas

      Nachtrag:
      Volker, ich sehe gerade, dass du 4 cm dickes Styrodur im 60er Würfel verwendest (statt 6 cm). Dann landest du bei einem Wärmeverlust unter den Beispielbedingungen des Eingangsthreads von ca. 8,3 W und hast - bei guter Bodenisolierung - in etwa den Effekt wie in meinem Beispielschutzbau mit 2,45 m Höhe (wenn man berücksichtigt, dass die Kältewirkung des "Außenbodens" bei dem kleinen Schutzbau etwas stärker ist). Wäre der Boden nach außen 50 cm tief super isoliert, wäre der 60er Bau mit 4 cm Styrodur sogar noch eine Spur günstiger vom Wärmeeffekt als mein Beispielbau mit 2,45 m Höhe.

      PS: Für mich sieht die Temperaturkurve des 60er Würfels richtig grün aus, nicht gelb. Aber ich gebe zu, ich bin rot-grün-blind ...
      PPS: Nicht das Volumen, sondern die Außenoberfläche des Schutzbaus muss im richtigen Verhältnis zur Grundfläche stehen...

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    • J.D. aus NRW schrieb:



      Wobei das mit dem sichtbaren Licht unerheblich ist, wichtiger ist die Wärmeleitfähigkeit bei selber Plattenstärke die identisch ist. Hinzu kommt noch die Alterung der Platten durch UV-Licht denn Polystrol altert unter Sonnenlicht und ist Grundstoff beider Plattenarten.

      was soll uns dieser Beitrag sagen? grübel....
      Wäre toll wenn Aussagen vielleicht auch von normal sterblichen verstanden werden könnten,oder bin ich einfach zu blöd?
      at.wetter.tv: UetersenWetter Uetersen - VorschauWetter Uetersen - TrendWetter Uetersen

    • Die objektivste Beurteilung ergibt sich m.E. nach, wenn ich den Energieaufwand mit der erzielten Wärme gegenüberstelle. Mit möglichst wenig Zusatzenergie die höchstmögliche Wärme über einen langen Zeitraum zu erzielen ist ja der eigentliche Sinn dessen, was man erreichen möchte. Wenn ich diese beiden Größen (Energieaufwand + Wärmegewinn) objektiv betrachte, dann stelle ich sehr schnell fest, ob mein Konzept das Richtige ist.
      Da muss jeder selber in sich hineinhorchen :)))

      Wenn Styroporbauten sauber verarbeitet wurden, dann sind die echt ein Bollwerk und es dürfte kein Problem sein, weitaus empfindlichere Exoten als Trachys frostfrei und kostengünstig über den Winter zu bringen.
      Seit dem ich diesen Winter sehe, welche hochisolierende Eigenschaft so ein Styroporschutz bietet, desto mehr glaube ich, dass Trachys eher weniger geeignet für unser Hobby sind. Es gibt wesentlich schönere Palmen, die langsamer wachsen und die uns nicht gleich wieder vor Größenprobleme des Schutzbaus stellen. Die Angaben der Frosttolleranz stimmt nach 2-3 harten Winter sowieso hinten und vorne nicht mehr und wenn man sie eh schützen muss, wieso dann gerade Trachys.
      Aber das ist nur meine persönliche Meinung dazu.
      @Jürgen,
      ob der Alterungsprozess wirklich so eine große Rolle spielt in den sonnenarmen Wintermonaten? Ich habe Styroporplatten, die sind jetzt im 7. Winter draußen und sehe keinen erkennbaren Unterschied zu denen vom Vorjahr.
      Die sind allerdings immer trocken geblieben aber die meiner Bauten sind ja ebenfalls durch Folie geschützt. Vielleicht lassen sie in den Isoliereigenschaften nach, das mag sein aber einen optischen Unterschied erkenne ich da nicht.

      v.G.
      -klaus-

    • doergel schrieb:

      was soll uns dieser Beitrag sagen? grübel....


      Hallo

      Styropor und Styrodor ist das identische Material, da kann also kein Unterschied sein ;)) . Was aber beiden gemeinsam ist ist die Alterung unter UV-Licht und somit auch dem Sonnenlicht. Beide Materialien haben die gleiche Wärmeleitfähigkeit im fabrikneuen Zustand. Egal ob nun von außen nach innen oder andersrum, somit ist das Material vernachlässigbar.

      Wenn es also Unterschiede im K-Wert bei Volker oder Thomas gibt sollten beide mal vergleichen wie lang die Platten der Sonne ausgesetzt waren. Wer es nicht glaubt lege einfach mal beide Materialien für 3 Jahre in der Sonne und staune das es dann zu Staub zerfällt.
      MfG Jürgen Click for Düren, Deutschland Forecast

    • klaus schrieb:

      ob der Alterungsprozess wirklich so eine große Rolle spielt in den sonnenarmen Wintermonaten?


      Hallo klaus

      Die UV-Strahlung wie die IR-Strahlung gehen auch durch Wolken, aber Du hast sehr wohl recht im Winter ist die Strahlzeit geringer. Allerdings hab ich mir schon Ende Januar einen fürchterlichen Sonnenbrand gefangen als ich mit nackten Oberkörper draußen etwa 3h 8m unter NN gearbeitet hab in NL an der Küste. Sonnenbrand kommt nunmal durch die UV-Strahlung ;)) .

      Da wir aber nicht über das Messequipment verfügen können wir da nur über Langzeitmessungen arbeiten. Dann käm da noch in den Schutzbauten die Bodenfeuchtigkeit und damit verbundene Kondensationkälte durch Warmluft im Bau und kühleren Boden darunter. Ich glaub das gibt eine "Never Endend Story" je länger ich darüber nachdenke da zu viele Faktoren mitspielen. Wissenschaftlich betrachtet endet sowas glaub ich nur in einem Glaubenskrieg, ich für mich glaub mitlerweilen bei Winterschutz im Garten: "Jeder Garten ist unterschiedlich wie ein Mensch und somit gibt es nur individuelle Lösungen und keine Pauschale." Aber das hat garnix mehr mit dem Polystryrolschutzbau zu tun ;)) .
      MfG Jürgen Click for Düren, Deutschland Forecast

    • J.D. aus NRW schrieb:

      Hallo

      Styropor und Styrodor ist das identische Material, da kann also kein Unterschied sein ;)) .
      Nein: Sie sind zwar aus dem gleichen Polymer hergestellt, haben auch in etwa die gleiche Wärmeleitfähigkeit, aber doch einige unterschiedliche Materialeigenschaften.

      Styrodur ist deutlich kleinporiger und mechanisch sehr viel stabiler als Styropor. Außerdem sind alle handelsüblichen Styrodurplatten eingefärbt und lichtundurchlässig (jedenfalls bei 6 cm Dicke), während man bei gleich dicken Styroporplatten Licht durch die Platte wahrnehmen kann.

      Aber eines stimmt: Unbeschichtete Styrodurplatten sind wie Styroporplatten auf Dauer nicht UV-stabil! Allerdings gehe ich davon aus, dass der Verschleiss beim jährlichen Auf- und Abbau größer ist als der durch winterliche UV-Strahlung.

      Gruß
      Thomas