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Die Thermische Leifähigkeit von Schiefer

Mit der Wärmeleitfähigkeit erhält man Informationen, wie groß der Wärmestrom durch einen Körper bei einer bestimmten Umgebungstemperatur ist. Sie ist ein wichtiger Paramter innerhalb des Wärmeschutzes (DIN 4108).

Für Natursteine stellt die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit eine spezielle Untersuchung dar. Sie kann aber durchaus von Interesse sein, wenn Naturstein z. B. als Bodenbelag im Zusammenhang mit einer Fußbodenheizung verwendet wird. Einfluß auf die Wärmeleitfähigkeit von Gesteinen haben Porosität, Dichte, Porenfüllung sowie die gesteinsbildenden Minerale und das Gefüge.

 

Beziehung Gefüge vs. Wärmeleitfähigkeit bei Schiefer (zum Vergrößern anklicken).

 

Die obere Darstellung zeigt den Einfluß von sogenannten Anisotropieflächen wie Schichtungen oder Schieferungen: senkrecht zu diesen Anisotropien wird der Wärmetransport leichtbehindert. Parallel zur Schichtung oder Schieferung würde sich der Wärmetransport wie bei den richtungslosen Gesteine verhalten (unteres Bild). Richtungslose Gesteine sind z. B. Granitmit einer körnigen Textur. Mit zunehmender Dichte und abnehmender Porosität steigt die Wärmeleitfähigkeit. Die Minerale haben eine spezifische Wärmeleitfähigkeit, d.h. je nach Art des Minerals und dessen prozentualem Anteil am Gesteinsaufbau, kommt es zu unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten (vgl. Balkendiagramm unten).

 

Vergleich Wärmeleitfähigkeit einzelner Gesteine, Quelle: Peschel (zum Vergrößern anklicken).

 

Eigene Untersuchungen an der TU Bergakademie Freiberg ergaben für Schiefer folgende Werte:

Dachschiefer: 2,540 W/mK

Tonstein: 2,059 W/mK

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