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Wärmeschutz-Berechnung und U-Wert -
für den Bauherrn verständlich gemacht |
Will man den Wärmeschutz fachgerecht durchführen, muß man sich durch einen Berg von Begriffen und Formeln
arbeiten. Ohne ein naturwissenschaftliches Studium ist das kaum zu bewältigen. Wir versuchen daher, hier alles auf das Wesentliche zu
reduzieren, so daß auch der Laie eine Wärmeschutzberechnung durchführen kann.
Die Begriffe, die im Zusammenhang mit Wärmeschutz immer wieder auftauchen, lauten Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchlaßwiderstand,
Wärmeübergangskoeffizient, Wärmedurchgangswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient. Sie sehen, da kann man ganz schön ins Schwitzen kommen!
Aber keine Panik, nicht alles was Sie gerade gelesen haben, müssen Sie sich merken. Genaue Definitionen und Formeln ersparen wir uns an dieser
Stelle zum größten Teil, denn diese irritieren den Laien höchstens.
Die wichtigste Kennzahl im Zusammenhang mit dem Wärmeschutz eines einzelnen Bauteils ist der
U-Wert(Wärmedurchgangskoeffizient, Wärmedurchlässigkeit, U-Wert war früher der k-Wert). Er gibt
an, welche Wärmemenge (in kWh) durch eine Bauteilfläche von 100 m² in einer Stunde transportiert wird, wenn zwischen innen und aussen ein
Temperaturunterschied von 10 Grad besteht. Je kleiner der Wert, desto besser. (Physiker und Ingenieure bitte nicht melden, wir wissen, daß
die genaue Definition etwas anders lautet).
Damit Sie ein Gefühl für den Unterschied zwischen gut und schlecht gedämmten Bauteilen bekommen, sind in der nachfolgenden Tabelle
Anhaltswerte für den U-Wert verschiedener Bauteile aufgeführt. Die unter der Rubrik "sehr gut" aufgeführten Werte sind die Werte
eines Niedrigenergiehauses und damit Standard seit Gültigkeit der EnEV (Energieeinsparverordnung) Februar 2002. |
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| U-Wert |
| Bauteil |
sehr schlecht |
schlecht |
mittel |
gut |
sehr gut |
| Dach |
≥ 1,00 |
0,60 |
0,30 |
0,22 |
≤ 0,15 |
| Beispiel |
Keine oder
maximal 4 cm
Zwischen-
sparren-
dämmung |
6 bis 10 cm
Zwischen-
sparren-
dämmung |
12 bis 16 cm
Zwischen-
sparren-
dämmung
oder 9 cm PUR-
Aufsparren-
dämmumg |
18 bis 20 cm
Zwischen-
sparren-
dämmung
oder 12 cm PUR-
Aussparren-
dämmung |
27 bis 30 cm
Zwischen-
sparren-
dämmung
oder 18 cm PUR-
Aufsparren-
dämmung |
| Massivwand |
≥1,50 |
0,80 |
0,40 |
0,30 |
≤ 0,20 |
| Beispiel |
24 cm
Vollziegel-
mauerwerk
mit Putz |
36,5 cm
Leichthoch-
lochziegel-
mauerwerk
mit Putz |
36,5 cm
Porenbeton
600 [kg/m³]
mit Putz,
innen Gipsputz |
36,5 cm
Porenbeton
400 [kg/m³]
mit Putz,
innen Gipsputz |
36,5 cm
Ziegelmauer-
werk mit
13 cm PUR-
Dämmung |
| Fenster |
5,20 |
3,50 |
1,80 |
1,40 |
≤ 1,20 |
| Beispiel |
Einscheiben-
glas |
Doppel-
verglasung |
Wärmeschutz-
verglasung |
Moderne
Wärmeschutz-
verglasung |
Niedrig-
energiehaus-
fenster |
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Nicht erwähnt wurden in der obigen Liste Wände von Fertighäusern, dabei haben diese sehr interessante
U-Werte. Außenwände von Fertighäusern neuester Generation in Holzfachwerk- oder Holzständerbauweise kommen bei einer Dicke von nur
25 cm - 27 cm auf einen U-Wert von 0,17. Zum Vergleich: Eine 36,5 cm Massivwand aus Ziegelmauerwerk mit zusätzlich 13 cm PUR-Dämmung kommt
gerade auf einen vergleichbaren U-Wert, obwohl die Wand etwa doppelt so dick ist.
Die Fertighaushersteller argumentieren durchaus richtig, daß bei einer Grundfläche von 9 x 12 m für ein durchschnittliches eingeschossiges
Wohnhaus die Wohnfäche bei diesem Wandaufbau etwa 9 m² größer ist, als bei der Variante Massivmauerwerk plus Dämmung. |
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Das sagt die Energieeinsparverordnung zum U-Wert
Bei einem Neubau oder bei Änderungen an bestehenden Gebäuden müssen Mindestanforderungen an den U-Wert des Bauteils eingehalten werden. Eine
generelle Nachrüstpflicht für Hausbesitzer gibt es nicht. Eine Ausnahme bildet die oberste Geschossdecken. Eigentümer von Wohngebäuden müssen
nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken über beheizten Räumen bis zum 31. Dezember 2006 so dämmen, dass der U-Wert der
Geschossdecke von 0,30 W/(m²K) nicht überschritten wird. Ansonsten gelten folgende Werte: |
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| Bauteile |
Maßnahmen (die an den Bauteilen durchgeführt werden) |
U-Wert |
| Außenwände |
Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; innenseitige Bekleidungen/Verschalungen (z.B. Innendämmung) aufgebracht; Ausfachungen (z.B. Fachwerk) erneuert |
0,45 |
| Außenseitige Bekleidungen/Verschalungen sowie Mauerwerks-Vorsatzschalen angebracht; Dämmschichten eingebaut; Außenputz erneuert (bei vorhandenem U-Wert der Wand von größer 0,9 W/m²K) |
0,35 |
Fenster,
Fenstertüren,
Verglasung |
Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; zusätzliche Vor- und Innenfenster eingebaut |
1,70 |
| Verglasung ersetzt |
1,50 |
| Vorhangfassaden |
Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; Füllung (Verglasung) ersetzt |
1,90 |
| Decken, Dächer, Dachschrägen über beheizten Räumen |
Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; Dachhaut bzw. außenseitige Bekleidungen/Verschalungen ersetzt oder neu aufgebaut; innenseitige Bekleidungen/Dämmschichten aufgebracht oder erneuert; Dämmschicht eingebaut |
0,30 |
| Flachdächer über beheizten Räumen |
Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; Dachhaut bzw. außenseitige Bekleidungen/Verschalungen ersetzt oder neu aufgebaut; innenseitige Bekleidungen/Verschalungen aufgebracht oder erneuert; Dämmschichten eingebaut |
0,25 |
| Decken und Wände gegen unbeheizte Räume oder Erdreich |
Außenseitige Bekleidungen/Verschalungen, Feuchtigkeitssperren/Drainagen angebracht oder erneuert; Deckenbekleidungen (Kaltseite z.B. an der Kellerdecke) angebracht |
0,40 |
| Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; innenseitige Bekleidungen/Verschalungen angebracht; Fußbodenaufbauten (Warmseite) aufgebaut oder erneuert; Dämmschichten eingebaut |
0,50 |
Ausnahmen:
Die oben angegebenen max. U-Werte der EnEV müssen nicht eingehalten werden bei:
1. Änderung der Außenwand, Fenster, Fenstertüren und Dachfenster von weniger als 20% der Bauteilfläche gleicher Orientierung,
2. Änderung aller anderen Außenbauteile (z.B. Dach, Fußboden) von weniger als 20% der jeweiligen Gesamtfläche der Bauteile. |
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| Berechnung des U-Werts |
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Der wichtigste Begriff im Zusammenhang mit der Wärmedämmung ist die
Wärmeleitfähigkeit. Diese ist eine d i c k e u n a b h ä n g i g e Stoffeigenschaft, und nicht zu verwechseln mit dem U-Wert. Die
Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes gibt an, welche Wärmemenge (in kWh) durch eine Baustoffläche von 100 m² und 1 m Dicke in einer Stunde
transportiert wird, wenn zwischen innen und außen ein Temperaturunterschied von 10 Grad besteht. Wie beim U-Wert gilt: je kleiner der Wert,
desto besser.
In Deutschland werden die Dämmstoffe in Abhängigkeit von Ihrer Wärmeleitfähigkeit in eine "Wärmeleitfähigkeitsgruppe"
(Wärmeleitgruppe, WLG) eingestuft. Diese Gruppe entspricht den Nachkommastellen der Wärmeleitfähigkeit. Beispiel: Dämmung mit der
Wärmeleitfähigkeit 0,030 hat die Wärmeleitfähigkeitsgruppe WLG 030.
Um die Wärmedurchlässigkeit (U-Wert) eines Bauteils berechnen zu können, benötigt man auch noch den Dämmwert der einzelnen Schichten.
Im Fachjargon nennt man diesen Wärmedämmwert Wärmedurchlaßwiderstand. Damit wird der Widerstand einer
Schicht gegen das Durchströmen von Wärme angegeben. Zu seiner Ermittlung ist die Dicke der betreffenden Schicht (in Meter) durch die
stoffbezogene Wärmeleitfähigkeit zu dividieren.
Bei mehrschichtigen Bauteilen ist für jede Schicht nach diesem Rechenverfahren der Einzelwert festzustellen. Die Summe aller Einzelwerte
ergibt dann den Wärmedurchlaßwert bzw. Wärmedämmwert für das gesamte Bauteil. Je größer der Widerstand, desto besser ist die Wärmedämmung.
Auch r u h e n d e Luftschichten (keine strömende Hinterlüftungen) haben in Abhängigkeit von Dicke und Neigung einen bestimmten
Dämmwert. Dieser Widerstand beträgt bei ruhenden Luftschichten bis 60 Grad Neigung 0,16. Ist die Schicht mehr als 60 Grad geneigt 0,18. Diese
Werte müssen bei der Berechnung des Gesamtwiderstand berücksichtigt werden. |
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Komplizierter wird die Berechnung des U-Werts, wenn bei Bauteilen die Wärmedämmung unterbrochen ist. Bei Dächern z.B. bei der
Zwischensparrendämmung ist dies der Fall. Hier müssen zwei Bereiche untersucht werden. Zum einen das Gefach, wo die Wärmedämmung liegt und
zum anderen die Rippe, welche die Wärmedämmung unterbricht. Die Rippen (also der Sparren oder der Balken) werden nur in der Dicke der seitlich
anliegenden Wärmedämmung berücksichtigt. Dampfsperren und Abdichtungsbahnen werden bei der Wärmeschutzberechnung nicht berücksichtigt.
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Folgende Formeln zur Berechnung des Wärmeschutzes eines Bauteils ergeben sich mit den obigen Erläuterungen:
Den Dämmwert einer Schicht, genannt Widerstand (Wärmedurchlasswiderstand) berechnet man mit folgender Formel: |
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| Hat das Bauteil mehrere Schichten, muß man alle Schichten (auch ruhende Luftschichten, siehe oben) zum
Gesamtwiderstand (Wärmedurchgangswiderstand) addieren: |
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| Die Wärmedurchlässigkeit (den U-Wert) eines Bauteils berechnet man aus dem Kehrwert des Gesamtwiderstandes:
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| Kommen Gefach und Rippe hinzu, ergibt sich folgende Formel für die Wärmedurchlässigkeit: |
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Nun müßten Sie in der Lage sein, eine Wärmeschutzberechnung selbst durchzuführen.
Die Wärmeleitfähigkeit einiger wichtiger Bauteilschichten finden Sie in der nachfolgenden Tabelle. Wenn Sie Werte vermissen, schauen
Sie in einschlägigen Tabellen des Bauwesens nach oder fragen Sie den Hersteller oder Lieferanten des Baustoffs. |
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| Bezeichnung |
Wärmeleitfähigkeit |
| Bekleidungen / Platten |
| Gipskartonplatten |
0,25 |
| Holzschalung (Nadelholz) |
0,13 |
| Spanplatten (Flachpress) |
0,13 |
| (Standard-Bekleidung) |
0,35 |
| Innenputze |
| Gipsputz |
0,70 |
| Gipsputz ohne Zuschlag |
0,35 |
| (Standard-Innenputz) |
0,90 |
| Tragwerk |
| Kalksandstein-Mauerwerk, 1600 [kg/m³] |
0,79 |
| Leichthochlochziegel-Mauerwerk, 900 [kg/m³] |
0,42 |
Porenbeton 350 [kg/m³]
600 [kg/m³] |
0,09
0,16 |
| Sparren / Rippen aus Nadelholz |
0,13 |
| Stahlbeton |
2,1 |
| Vollziegel-Mauerwerk, 1600 [kg/m³] |
0,68 |
| (Standard-Mauerwerk) |
1 |
| Dampfbremsen |
| Glasvliesbitumendachbahnen V 13 |
0,17 |
| Wärmedämmungen |
| Holzfaserdämmplatten, WLG 050 |
0,050 |
| Mineralwolle WLG 035 ("Glas- o. Steinwolle") |
0,035 |
| Mineralwolle WLG 040 ("Glas- o. Steinwolle") |
0,040 |
| Polystyrol (PS 20 SE) ("Styropor") WLG 040 |
0,040 |
| PUR-Hartschaum, WLG 030 |
0,030 |
| FOAMGLAS®-Platten T4-040 |
0,040 |
| isofloc Zellulose-Dämmstoffe WLG 040 |
0,040 |
| Schafwolle-Dämmmatten DWS 8 / 90 |
0,044 |
| (Standard-Wärmedämmung) |
0,040 |
| Außenputze |
| Kalkzementputz |
0,87 |
| Kunstharzputz |
0,70 |
| Standard-Außenputz) |
0,90 |
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