U-Wert oder Wärmedurchgangskoeffizient

Der Wärmedurchgangskoeffizient oder der U-Wert (früher K-Wert) ist der Kehrwert des Wärmedurchlasswiderstandes.

U = 1 / RT

U : Wärmedurchgangskoeffizient, U-Wert in [W / m2· K]

RT : Wärmedurchlasswiderstandes in [m2· K / W]

Der U-Wert gibt an, wie viel Energie in Watt, bei einem Temperaturunterschied von einem Grad Celsius, durch ein Bauteil mit einer Fläche von einem Quadratmeter pro Sekunde fließt. Je kleiner der U-Wert um so besser die Wärmedämmeigenschaft des Bauteils. Dabei ist zu beachten, dass der U-Wertes im stationären Zustand berechnet wird, der in der Praxis eigentlich nicht vorkommt.

Beispiel einer U-Wert-Berechnung

Berechnet wird der U-Wert einer 49 cm dicken, beidseitig verputzten Wand.

Die Wärmedurchlasswiderstände R der einzelnen Schichten werden nach der Gleichung d / λ = R ausgerechnet und eintragen. Die gültigen Werte für die Wärmeübergangswiderstände für Innen Rsi und für Außen Rse werden in die Tabelle eingefügt. Die Summe aller Wärmedurchlasswiderstände ergibt den Wärmedurchgangswiderstand RT des Bauteils, in unserem Fall ist RT = 1.156 m2· K / W.

Nimmt man den Kehrwert des Wärmedurchgangswiderstand erhält man den U-Wert : U = 1 / RT. Unsere Beispiel ergibt sich ein U-Wert von 1 : 1.156 = 0,865 [W / m2· K].

Schicht d Dicke [m] λ Wärmeleitfähigkeit [W / m· K] R Wärmedurchlasswiderstand [m2· K /W]
Rsi     0,13
Innenputz 0,015 (1,5 cm) 0,70 0,021
Ziegelwand 0,49 (49 cm) 0,52 0,942
Außenputz 0,02 (2 cm) 0,87 0,023
Rse     0,04
       
    RT ges: 1,156
       
Kehrwert von RT 1 / RT = U-Wert =0,865 [W / m2· K]

Denkmal

Zusätzliche Wärmedämmung und trotzdem mehr Energieverbrauch

Der U-Wert sagt nichts darüber aus , wie viel Energie verbraucht wird. Wird an einem Haus eine Wärmedämmung angebracht (z.B. ein Wärmedämmverbundsystem) so müsste es ja zu einer Energieeinsparung kommen, teilweise werden hier 50% versprochen. Leider klagen die Hausbesitzer aber oft, dass gar keine Energie eingespart wird, oder sogar noch mehr verbraucht wird. Hier wird dann entgegengesetzt, dass sich das Verhalten der Bewohner wohl geändert habe, oder es ein besonders kaltes Jahr war.

Um einen wirklichen Vergleich durchzuführen benötigt man zwei identische Häuser mit dem selben Nutzungsverhalten, der selben Lage und der gleichen Nord-Süd-Ausrichtung. Zu diesem Zweck besitzt das Fraunhofer-Institut für Bauphysik seit den 50er Jahren ein Versuchsgelände auf einem ehemaligen Feldflughafen in Holzkirchen bei München. Dort stehen kleine identische Räume ("Häuser") aus verschiedenen Materialien zu Versuchszwecken. Errechnet wurde die Heizleistung im Januar 1983 [123]. Ausgewählt wurden hier zwei "Häuser":

"Haus" 3 mit einer Ziegelwand 49 cm ohne Dämmung hatte einen U-Wert von 0,46 [W/m2·K]

"Haus" 4a mit einer Ziegelwand 24 cm und 23 cm Polystyrol Außendämmung hatte einen U-Wert von 0,16 [W/m2·K].

Das überraschende Ergebnis: Trotz des wesentlich besseren U-Wertes von 0,16 [W/m2·K], war der Verbrauch für das wärmegedämmte Haus höher, als für das ungedämmte Haus mit dem schlechteren U-Wert von 0,46 [W/m2·K] .

Hier zeigt sich der Unterschied von Theorie und Praxis. Theoretisch besser gedämmt, praktisch aber mehr Verbrauch, da bei der U-Wert-Berechnung die solaren Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung nicht berücksichtigt werden. Bei einer Außendämmung werden solare Wärmegewinne natürlich ausgesperrt. Selbst wenn die Sonne nicht direkt auf die "Häuser" scheint, gibt es noch solare Wärmegewinne, allerdings hätte das gedämmte "Haus" dann den niedrigeren Verbrauch.


[123] Fraunhofer-Institut für Bauphysik: Untersuchungen über den effektiven Wärmeschutz B Ho 8/83-11; 1983