Wärmedurchgangskoeffizient

Der Wärmedurchgangskoeffizient (auch Wärmedämmwert, U-Wert, früher k-Wert) ist ein Wert für die Wärmedämmeigenschaften eines Bauteils.

Der U-Wert gibt an, welcher Wärmestrom Φ im stationären Zustand bei einer Fläche A von einem Quadratmeter auftritt, wenn die Temperaturdifferenz ΔT zwischen innen und außen einen Kelvin beträgt. Der U-Wert ist somit ein Maß für die „Wärmedurchlässigkeit“ bzw. Wärmedämmeigenschaften von Bauteilen, also zum Beispiel einer bestimmten Verglasung oder eines Fensters. Ein Bauteil mit einem kleinen U-Wert lässt dabei weniger Wärme durch sich hindurch, als ein Bauteil mit einem größeren U-Wert.

Die abgeleitete SI-Einheit des U-Wertes ist \mathrm{\frac{W}{m^2 \cdot K}} (W = Watt; K = Kelvin).

Berechnung

Die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten für den öffentlich-rechtlichen Nachweis erfolgt nach den Berechnungsschritten nach ISO 6946. Die erforderlichen Bemessungswerte sind in EN 12524 und DIN 4108-4 festgelegt.

Der U-Wert eines Bauteils hängt von der Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Baustoffe und deren Schichtdicken ab.
Er setzt sich zusammen aus dem Wärmeübergangskoeffizienten und dem Wärmedurchlasskoeffizienten.
Wärmeübergangskoeffizient + Wärmedurchlasskoeffizient = Wärmedurchgangskoeffizient.


Die Berechnung des U-Wertes für eine mehrschichtige Wand erfolgt nach der Formel:

U = \frac{1}{R_{sa} + \frac{s_1}{\lambda_1} + \frac{s_2}{\lambda_2} + ... + R_{si}}

s1 = Schichtdicke der ersten Schicht in m
λ1 = spezifische Wärmeleitfähigkeit der ersten Schicht in W/(K · m)
s2 = Schichtdicke der zweiten Schicht in m
λ2 = spezifische Wärmeleitfähigkeit der zweiten Schicht in W/(K · m)
Rse = äußerer Wärmeübergangswiderstand
Rsi = innerer Wärmeübergangswiderstand

Für den Wärmeübergangswiderstand an der senkrechten Wand gelten für die Außenwand an der Luft z.B. folgen Werte:

R_{se} = 0,04\ \mathrm{\frac{m^2\,K}{W}}
R_{si} = 0,13\ \mathrm{\frac{m^2\,K}{W}}


Weitere Regeln und Rechenwerte sind in ISO 6946 enthalten.

Beispiele

Beispielwerte des Wärmedurchgangskoeffizienten
Baustoff Wandstärke U-Wert(W/m²K)
Außenwand Beton 35 cm 2,29
Außenwand Typ1² 37 cm 0,3
Außenwand Vollziegel 36,5 cm 1,2
Außenwand Vollziegel 24 cm 2,0
Außenwand Polystyrolstein 25 cm 0,29
Innenwand Vollziegel 11,5 cm 2,5
Innenwand Porenbeton 10 cm 1,8
Außentür aus Holz oder Kunststoff - 3,49
Innentür 4 cm 1,8
Einfach Fenster - 7,0
Doppel Fenster - 2,7
Doppelscheibe, Isolierglas - 3
Wärmeschutzverglasung - 1,3 - 1,7
beschichtete Wärmeschutzverglasung - 1,1
passivhaustaugliche Wärmeschutzverglasung - 0,5

² Typ 1 : 10 cm Polystyrol, 25 cm Hohlraumziegel Protherm, 2 cm Innenputz

Verwendung

Nach der am 1. Februar 2002 in Kraft getretenen Energieeinsparverordnung (EnEV) sind der Jahres-Primärenergiebedarf QP und der spezifische Transmissionswärmeverlust HT' eines Gebäudes begrenzt. U-Werte gehen in die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes ein und dieser wiederum in die Berechnung des Primärenergiebedarfs. Ferner schreibt die EnEV Grenzwerte des Wärmedurchgangskoeffizienten bestimmter Bauteile vor, wenn diese neu eingebaut oder ausgetauscht werden.

Weitere Anforderungen an U-Werte von Bauteilen stellt DIN 4108 Teil 2, jedoch nicht mit dem Ziel der Energieeinsparung, sondern der Vermeidung von Bauschäden (Mindestwärmeschutz).

Siehe auch: Metalle, Elektrischer Leiter, Bändermodell

See also: Wärmedurchgangskoeffizient, 1. Februar, 2002, Außenwand, Beton, Bändermodell, Elektrischer Leiter, Energieeinsparverordnung, Fenster, Fläche