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Hallo Wosch,

danke für Deine Antwort! Melde mich bestimmt später wieder, aber erst muß ich mich noch einwenig mit den ganzen Sachen auseinandersetzen.

Schönen Tag noch
Anna

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Hallo,

Du ich habe wieder eine Frage. Bei dem Quelltext von horval wurde die Bewehrung mit den link Elementen erstellt. So wie er das dargestellt hat kreuzt sich die Längsbewehrung mit der Querbewehrung, aber in der Realität ist das ja nicht so, da liegt die Quer- und Längsbewehrung aufeinander.Kann man das vernachlässigen?

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Das kommt darauf an, was untersucht werden soll. Wenn in der realen Ausführung die Kreuzungspunkte verschweißt sind, gibt es einen anderen Wärmeübergang als bei nicht verschweißten sich nur berührenden Stäben. Das hätte aber nur bedeutenden Einfluss bei einem diagonalen Wärmefluss. Bei Verwendung von link-Elementen bietet sich aber sowieso eine Gitterstruktur an.
Da aber die Bewehrung sowieso keinen bedeutenden Einfluss hat, ist es hier müßig darüber nachzudenken.

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temp_anco.jpg temp_anco.gif

Um meine Behauptung, dass die Bewehrung keinen merklichen Einfluss hat, anschaulicher zu machen, habe ich eine Betonplatte mit den Abmessungen 2 m mal 1 m mit einer Bewehrung (link33) versehen und eine kleine Fläche von 0,2*0,2 m*m auf 14 °C dauernd festgelegt. Die gesamte Platte hatte zu Beginn eine Temperaur von -4°C.
Die Temperaturverteilung nach 4 Stunden zeigt das Bild.

Zum Vergleich hat die Bewehrung auch noch die Eigenschaft des Beton bekommen. Und was ist für ein Unterschied zu sehen?
Um zu erkennen, dass die Bewehrung in der Berechnung wirkt, hat sie zum Vergleich auch noch die Eigenschaft von Kupfer bekommen.
Da aus dem Bild kaum Unterschiede erkennbar sind, ist auf die Oberfläche in Plattenmitte ein Pfad angeordnet worden. Die Temperaturen auf der Oberfläche der Platte längs des Pfades zeigt die Grafik. (Parameter: Bewehrungs-Werkstoff)

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Hallo Wosch,

Du hast wirklich recht da tut sich nichts, aber wie wäre es denn, wenn man im Winter diese Wärmemenge von 100 Watt 24 Stunden lang zuführen würde. So soll es nämlich sein. Die Wärmemenge wird dann nicht nur an einer Stelle sondern an mehreren Stellen zugeführt. Die Wärmemenge soll über die Oberfläche der Bewehrung eingeführt werden, man sollte es sich so vorstellen, dass dieses Gerät welches die Wärmemenge einführt den Umfang der Bewehrung ca. 7 cm umschließt und dort die Wärmemenge einführt. Ich habe dem Betonklotz die Temperatur von 14°C über 24 Stunden eingeführt  und dann konnte man den Unterschied wirklich erkennen.

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temp_pat_fahrb_2.jpg

Ich bin Ingenieur und als solcher jederzeit bereit, etwas dazu zu lernen.
Man möge mir erklären, wie man in 70 mm Länge einer Bewehrung 100 W
(auf nichtelektrischem Wege, aus der Erdwärme) einbringen kann.
(Das entspricht einer Lötkolbenpatrone.)

Aber rechnen kann man natürlich alles. Die Temperaturverteilung in einem Fahrbahnausschnitt von 0,3m * 0,3m bei einem Wärmestrom von 100W in 70mm Bewehrung nach 10 Minuten zeigt das Bild:

Blickt man auf die Fahrbahn, ergeben sich folgende  Temperaturverteilungen (nach 10 bzw. 60 Minuten)

Eine vernünftige Temperaturverteilung ist nur durch eine linienhafte Beheizung (aber nicht durch eine solche punktförmige) zu erreichen.

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Hallo Wosch,

Es würde mich interessieren, wie diese Ergebnisse aussehen würden, wenn man noch die Querbewehrung einlegen würde, kannst Du mir das vielleicht auch noch darstellen?

Gruß Anna

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Hallo Wosch,

jetzt habe ich erfahren, wie die Wärmemenge eingeführt wird. Die Antwort ist: eine Rohrleitung mit Wasser, wie das technisch durchführbbar ist, hat mir mein BEtreuer noch nicht gesagt, er meint ich soll erst das Model erstellen indem ich einfach diese 100W einbringe.

Gruß Anna

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Zu diesem Thema hier eine globale Betrachtung ohne Kommentar:

Man nehme einen Schneefall mit 10 cm pro Stunde an. Der Schnee fällt auf eine Fahrbahn und soll durch Heizung der Fahrbahn weggeheizt werden.
Die Schneehöhe von 10 cm Neuschnee entspricht etwa 10 mm Wasserhöhe, damit also einer Niederschlagsmenge von 10 Liter pro Quadratmeter oder anders ausgedrückt 10 kg pro Quadratmeter.

Soll dieser Schnee geschmolzen werden, braucht es aufgrund der Schmelzwärme dazu 3340 kWs, also rund 1 kWh (eine Kilowattstunde) (ein bischen muss der Schnee auch noch erwärmt werden).

Also braucht es rund eine Leistung von 1 kW pro Quadratmeter, um den Schnee wegzuheizen. (Mit einer geringeren Heizleistung kann sich der gewünschte Effekt umkehren.)
Für eine Autobahnbrücke (Rheinbrücke) mit 800 m Länge und 15 m Fahrbahnbreite wäre also eine Anschlussleistung 12 MW erforderlich. (Es gibt auch 3 km lange Talbrücken)

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Ich  verstehe nur eins nicht, warum stellt mir ein Betreuer denn so eine Aufgabe.  Er muss sich doch auch etwas dabei gedacht haben, oder ….
Zu dem was Du geschrieben hast: klar verstehe ich was Du mir deutlich machen willst und ich will Dir auch nicht widersprechen, weil ich noch nicht so viel Erfahrung habe, aber wenn diese Beheizung über den ganzen Winter 24 Stunden Tag für Tag laufen soll, dann kommt es doch gar nicht dazu, dass sich 10 cm Schnee auf der Straße absetzt.
Es kann auch sein, dass ich mich nicht verständlich ausgedrückt habe, weil ich noch keine konkrete Aufgabenstellung bekommen habe. Für meinen Betreuerist es erst wichtig, dass ich ein Modell erstelle, das ich thermisch untersuchen werde und das ist halt diese Fahrbahndecke mit der Bewehrung. Deswegen wäre es nett, wenn Du mir trotzdem mal weiterhelfen würdest, wenn ich wieder mal einpaar Probleme haben werde, auch wenn Du erkennst, dass das keinen Sinn hat. Für Dich hat es z.B. keinen Sinn, aber für mich ist das eine Übung und das ist doch nicht schlecht.

Gruß Anna

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Natürlich muss so eine Heizung nur so lange in Betrieb sein, wie es schneit, bzw. solange die Fahrbahn vereist. (Bei trockner Fahrbahn braucht es keine Heizung.) Der notwendige Energieverbrauch hält sich in Grenzen (wenige Prozent Einschaltdauer). Das Problem ist die zu installierende Leistung. Für die Bearbeitung eines solchen Problems ist es empfehlenswert, noch einmal ein paar einfache Aufgaben aus einem Lehrbuch der Wärmelehre nachzurechnen und sich dabei die notwendigen Begriffe wie Wärmefluss, Wärmestromdichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Leistung, Arbeit, Energie u.s.w. und ihre Beziehung untereinander klar zu machen.

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