U-Wert berechnen – Definition + Tabelle für Fenster/Türen und Wände

Feli

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Deutschland ist im Dämmfieber. Der Staat gibt stattliche Anreize, um Hausbesitzern das thermische Sanieren ihrer Häuser schmackhaft zu machen. Dabei wollen viele Dämmwillige aber über das Ziel hinaus schießen: Der Wärmeisolation von Fassaden und Dächern sind physikalische Grenzen gesetzt. Diese können auch mit noch so viel Dämmmaterial nicht überwunden werden. Darum ist eine genaue Kenntnis rund um den U-Wert unverzichtbar. Erfahren Sie in diesem Text alles, was Sie über das Berechnen der Dämmstoffe für Ihr Haus wissen müssen.

Was ist der U-Wert?

Der U-Wert ist der „Wärmedurchgangskoeffizient“. Er ist der Kehrwert von „Lambda“ – dem Wärmeleitfähigkeit. Beides sind Werte, die spezifisch für einen ganz bestimmten Werkstoff gelten. Grob gesagt kann man von folgenden Grenzwerten ausgehen:

• Alles, was einen Lambda-Wert von 0,004 bis 0,07 W/(m²K) besitzt, gilt als „Dämmstoff“
• Alles, was einen Lambda-Wert von 0,1 bis 2,3 W/(m²K) besitzt, gilt als „Baustoff“

Möchten Sie mehr über Innenwanddämmung erfahren? Hier gibt es alle wichtige Informationen: Innenwanddämmung

Aus Lambda und der Dicke des Bauteils sowie der Richtung des Wärmestroms lässt sich zunächst der R-Wert ermitteln. Der R-Wert ist der „Wärmedurchgangswiderstand“. Er wird berechnet, indem man die Dicke eines Baustoffs oder Dämmstoffs durch seinen physikalisch-technisch ermittelten Lambda-Wert teilt. Die Formel lautet für den R-Wert entsprechend:

• R = d/ λ (Lambda)
• Die Einheit für R ist entsprechend [m²K/W]

U ist nun rein mathematisch gesprochen der Kehrwert von R. Er gibt nicht den Wärmedurchgangswiderstand an, sondern macht eine Angabe darüber, wie gut ein Bauteil Wärme hindurch leitet. Der Wert wird auch „Wärmedurchgangswert“ oder „Dämmwert“ genannt. Seine Maßeinheit ist W/(m²K). W steht für „Watt“ und bezeichnet eine eingestrahlte Energie. m² bedeutet Quadratmeter und bezieht sich auf die angestrahlte Fläche. K ist eine Temperatureinheit, hier Kelvin. Die Maßeinheit Kelvin wurde aufgrund ihrer überlegenen Präzision gegenüber dem Celsius gewählt.

Was so furchtbar kompliziert klingt, ist in der Anwendung recht einfach: Je niedriger der Wärmedurchgangswert ist, desto besser ist die Dämmeigenschaft des Materials und umgekehrt.

Beispiel:

Ein Vollziegel-Stein hat einen Wärmedurchgangswert von ca. 1,5 W/(m²K). Das entspricht einer Hartschaum-Platte aus Polystyrol von ca. zwei Zentimetern.

Den Dämmwert berechnen

Vorweg gesagt: Es ist nicht möglich, mit Hausmitteln den Dämmwert von einer Material oder einem Bauteil selbst zu berechnen. Man muss sich in diesem Punkt auf die Angaben der Hersteller verlassen. Da die Produzenten von Baustoffen aber Zertifikate über ihre Erzeugnisse und die angewandten Prüfmethoden bringen müssen, sind die Angaben auf den Verpackungen aber recht glaubhaft.

Der etwas komplizierte Einstieg in die Dämmwert-Berechnung wird deutlicher, wenn man den Wärmestrom berücksichtigt. Dieser gehört zur Berechnung eines WDVS dazu. Der dazu gehörige R-Wert wird wie folgt angenommen:

Richtung, in die der Wärmestrom fließt

• aufwärts: 0,10 (m²K/W)
• horizontal: 0,13 (m²K/W)
• abwärts: 0,17 (m²K/W)

Zusätzlich wird ein Rse- Wert von 0,04 (m²K/W) angenommen.

Was man aber tun kann, ist auf Grundlage der Angaben der Hersteller das passende Dämmmaterial für seine Anwendungen zu finden. Die Formel für die Berechnung eines Wärmedämm-Verbundsystems lautet:

U= (Rsi + Rse + 1/λ1 +1/λ2+1/λ3…)^-1

Nun braucht man nur noch die Dicke und die Kennwerte der einzelnen Bauteile zu kennen, schon kann man den U-Wert berechnen.

Beispiel

Ein Gebäude mit einer Außenwand hat den folgenden Aufbau:

• Innen: Normaler Kalk-Zement-Putz mit 1,5 cm Dicke und einem λ von 0,7
• Tragende Außenwand: Hochlochziegel mit einer Dicke von 37,5 cm und einem λ von 0,25
• Außen: Dämmputz mit Polystyrol-Zuschlag und einer Dicke von 3 cm und einem λ von 0,13

Die Wand hat demnach einen gesamten Wärmedurchgangswiderstand von
R ges = 0,13 (Rsi) + 0,04 (Rse) + 0,015m/0,7 + 0,375m/0,25 + 0,03m/0,13 = 1,92 m²K/W

Der Kehrwert davon ergibt U = 0,52 W/(m²K)

Auch wenn das Berechnen etwas schwer fallen mag, diese Formel macht eines sehr deutlich: Viel hilft nicht viel. Es nützt nichts, auf eine Wand meterdick Dämmmaterial aufzutragen. Der Dämmeffekt tendiert nach einer kurzen Strecke gegen Null. Gleichgültig, wie viel Dämmung dann noch zusätzlich aufgebracht wird, es wird kein einziges zusätzliches Watt Energie eingespart.

Folgen wenn man den U-Wert nich berechnet

Das exakte Berechnen vom U-Wert hat einen weiteren großen Vorteil: Man verhindert damit, dass man durch eine falsche Kombination von Dämmstoffen den Taupunkt in die Wand verlegt. Das hätte fatale Folgen: Die Dämmung würde dauerhaft feucht werden. Das senkt nicht nur die ganze Dämmwirkung herab. Es fördert zudem die Bildung von Schimmel, und zwar an der Fassade und in der Wohnung.

Rechner richtig anwenden

Obwohl die Online-Rechner auch nichts anderes tun, als die benannte Formel anzuwenden, hat die Verwendung dieser Hilfsmittel auch seine Vorteile. Man braucht in einer Suchmaschine nur „U-Wert Rechner“ anzugeben, schon bekommt man zahlreiche Vorschläge. In den Rechner werden nur noch die Dicke und der Kennwert des Materials angegeben, schon bekommt man ein korrektes Ergebnis geliefert. Wer die Herausforderung liebt, kann sich einen solchen Rechner auch einfach mit Hilfe einer Excel-Tabelle selbst programmieren. Wichtig ist hierbei nur, die korrekten Lamda-Werte zu bekommen. Wir haben in der nachfolgenden Tabelle die gebräuchlichsten Bau- und Dämmstoffe für Sie zusammengestellt.

Schwachpunkt Türen und Fenster

Die Öffnungen in einer Fassade sind dämmtechnisch natürlich immer eine Herausforderung. Sie unterbrechen das WDVS und sind damit immer ein potentieller Punkt, bei dem die teure Wärme nach außen entweichen kann. Jedoch wurde bei diesen Bauelementen sehr viel geforscht, so dass Türen und Fenster stellenweise die Dämmwirkung von Fassaden übertreffen können.

Im Gegensatz zu dem Dämmstoffen und Baustoffen, wird bei Fenstern und Türen in der Regel gleich der U-Wert angegeben.

Sehen Sie in der folgenden Tabelle typische Werte von heute verfügbaren Fenstern und Fensterrahmen:

• Isolierglas, doppelt, 24 Millimeter breiter Spalt, Argon-Füllung: 1,1 W/(m²K)
• Isolierglas, doppelt, 36 Millimeter breiter Spalt, Argon-Füllung: 0,7 W/(m²K)
• Isolierglas, dreifach, 44 Millimeter breiter Spalt, Argon-Füllung: 0,6 W/(m²K)
• Isolierglas, dreifach, 36 Millimeter breiter Spalt, Argon-Füllung: 0,5 W/(m²K)

Hieran sieht man, dass ein gutes Fenster in dem oben genannten Beispiel überhaupt keine Unterbrechung der Dämmfläche verursacht. Der U-Wert von Wand und Fenster ist gleich. Das verhindert auch zuverlässig die Bildung von Taupunkten. Der in der Tabelle angegebene U-Wert von 0,5 W/(m²×K) ist für ein Fenster allerdings gegenwärtig die Spitze des technisch machbaren. Zum Vergleich: Ein einfach verglastes Fenster hat einen U-Wert von sagenhaften 5,5 W/(m²×K). Wärmetechnisch macht so ein schlechter Wert kaum einen Unterschied, ob man das Fenster offen oder geschlossen hält.

Rahmen

Die Fensterrahmen werden heute passend zum Fenster konzipiert. Auch Aluminium-Fensterrahmen haben durch ein ausgeklügeltes System aus Hohlkammern einen interessanten U-Wert. Kunststoff-Fenster haben ein recht gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. jedoch sollten sie von hoher Qualität sein. Billige Fenster verziehen sich leicht. Bleibt das Fenster seitlich immer einen Spalt offen, nützt der beste Wert aus der Tabelle nichts. Die Wärme entweicht unweigerlich nach außen.

Haustür

Haustüren sollen ein Gebäude zur Straße hin sicher verschließen. Darum sind die Eingangstüren meist recht groß, schwer und massiv ausgelegt. Wärmetechnisch ist der hohe Einsatz von Metall nicht optimal. Doch es gibt durchaus Hersteller, die es geschafft haben, Massivität, Sicherheit und Dämmwirkung in der Haustür zu vereinigen. Der Spitzenreiter bildet gegenwärtig ein Produkt aus Steinhagen: Eine Haustür mit einem U-Wert von 0,45 und zusätzlich einem Widerstandswert gegen Einbruch von RC4. Das ist die zweitbeste Klassifikation und wird nur noch von Stahltüren übertroffen.

Rechner und Tabelle geschickt einsetzen

Man sieht: Der Einsatz von einem Rechner und Tabelle und lohnt sich in jedem Fall. Mit detektivischem Spürsinn und der Lust am Sparen kann man im Zuge einer Planung vom Neubau oder energetischer Sanierung eine Menge erreichen. Denn über eines muss man sich im Klaren sein: Eine gute und nachhaltige Dämmung bringt wesentlich mehr als der Einsatz von teurer und komplizierter Heiztechnik.