Was ist der Wärmeübergangskoeffizient? Warum ist dieser Wert wichtig?

Wie viel Wärme wird durch die Wände und wie viel durch das Dach oder die Fenster entweichen? Hier muss man sich nicht auf Schätzungen verlassen. Um den Wärmeverlust einzelner Gebäudehüllen und Materialien genau zu berechnen, wird der Wärmedurchgangskoeffizient (der sogenannte U-Wert) verwendet. Wie berechnet man ihn und warum ist er so wichtig  Die Antworten finden Sie im folgenden Artikel!

Veröffentlicht: 5-09-2023

Welche Bedeutung hat der Wärmeübergangskoeffizient?

Der U-Wert wird z.B. in den Informationen von Tür- und Fensterherstellern angegeben und wird auch bei der Planung von Neubauten berechnet. Was verbirgt sich hinter diesem Begriff?  Die einfachste Definition des Wärmedurchgangskoeffizients lautet wie folgt: es ist die in Watt ausgedrückte Energiemenge, die durch 1 m2 der Oberfläche einer Gebäudehülle hindurchgeht, wenn der Temperaturunterschied zwischen ihren beiden Seiten 1 Kelvin (K) beträgt. Die Gebäudehüllen, auf die sich die Definition bezieht, sind die Teile des Gebäudes, die mit der Außenluft in Berührung kommen, wie Wände, Dach, Fenster, Türen.

Das Konzept des Wärmeübergangs mag recht abstrakt erscheinen. Tatsächlich ist der U-Wert ein maßgeblicher, allgemeingültiger Hinweis darauf, ob eine Gebäudehülle eine angemessene Wärmedämmung bietet.

Wie kann man den U-Wert berechnen? Lernen Sie die Formel für den Wärmeübergangskoeffizienten kennen

Die Hersteller von Fenstern und Türen sind verpflichtet, den Wärmeübergangskoeffizienten für ihre Produkte anzugeben. Aber was ist mit der anderen Gebäudehülle – den Wänden oder dem Dach -, die aus vielen verschiedenen Materialien bestehen und auch unterschiedlich dick sein können? Man kann den Wärmeübergangskoeffizient selbst berechnen. Dazu benötigt man einen Schlüsselparameter: den λ-Index (Lambda) des jeweiligen Baustoffs. Diese Information ist immer in den Unterlagen des Herstellers zu finden. Zusätzlich zu diesem Wert muss bei der Berechnung des Wärmeübergangskoeffizienten auch die Dicke des Materials bekannt sein.

Diese Daten werden zur Berechnung des Wärmewiderstands (R) verwendet. Dies geschieht nach der Formel:  R = d/λ, wobei „d“ die Dicke in Metern und λ der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient in der Einheit W/K (Watt/Kelvin) ist.

Wie hängt der Wärmewiderstand mit dem Wärmeübergangskoeffizienten zusammen? Letzterer ist der Umkehrwert des ersteren. Daher genügt eine einfache Rechnung: Teilen Sie 1 durch den Wärmewiderstandswert nach der Formel U = 1/R. Das Ergebnis dieser Gleichung ist der U-Wert.

Wie sind die Normen für den Wärmedurchgangskoeffizienten der Gebäudetrennwände?

Solche Berechnungen haben durchaus einen praktischen Nutzen. Sie dienen vor allem dazu, die Parameter eines Gebäudes mit den Normen zu vergleichen, die in den technischen Bedingungen angegeben sind, denen Gebäude und ihr Standort entsprechen sollten. Es ist wichtig zu wissen, dass die (für neu errichtete Gebäude geltenden) Werte immer strenger werden. Ab 2021 muss der U-Wert betragen:

  • für Außenwände: nicht mehr als 0,2 W/m2K;
  • für Fenster und Balkontüren: nicht mehr als 0,9 W/m2K,
  • für Dachflächenfenster: nicht mehr als 1,1 W/m2K.

Man sollte nicht vergessen, dass sich die Normen für den Wärmeübergangskoeffizienten in Zukunft ändern werden. Die zulässigen Werte werden noch niedriger sein.

Warum ist die Berechnung des U-Werts so wichtig?

Die Kenntnis des Wärmeübergangskoeffizienten der verschiedenen Gebäudekomponenten ist nicht nur nützlich, um sicherzustellen, dass der Entwurf den Vorschriften entspricht. Auch aus einem anderen Grund ist es wichtig, den Wärmeverlust zu verringern und eine gute Isolierung zu gewährleisten.  Durch die Verringerung des U-Werts kann ein Gebäude energieeffizienter und damit umweltfreundlicher und weniger kostspielig im Unterhalt werden.  Angemessen dicke Wände oder ein Dach aus Materialien mit guten Parametern schützen das Haus vor Kälte und verhindern, dass erwärmte Luft nach außen entweicht.  Und das bedeutet, dass weniger Heizenergie für den thermischen Komfort benötigt wird – Heizgeräte können mit geringerer Leistung betrieben werden und verbrauchen weniger Strom, Gas oder andere Brennstoffe.

Was kann getan werden, um die Wärmeübergangsleistung eines Gebäudes zu verbessern?

Die Wärmedämmungsparameter können immer verbessert werden – auch wenn das Gebäude alt und stark beschädigt ist. Dazu sind keine größeren Modernisierungen oder Eingriffe in die Bausubstanz notwendig.

Der einfachste Weg, den Wärmeübergang schnell zu reduzieren, ist die Abdichtung von Wärmebrücken, also von Stellen, durch die warme Luft aus dem Gebäude nach außen entweicht. Wie lässt sich das bewerkstelligen? Hervorragend bewährt sich hierfür die Sprühdämmung mit PUR-Schaum. Das Polyurethan-Material dringt selbst in kleinste, unzugängliche Zwischenräume ein und ist resistent gegen Feuchtigkeit, Schimmel und Pilze.  PUR-Schaum kann sowohl für die Wärmedämmung von Dächern, Decken, Fundamenten und Außenwänden in Neubauten als auch für die Wärmedämmung und Modernisierung von älteren Immobilien verwendet werden.

Um den Wärmeübergangskoeffizienten auf größeren Flächen zu verbessern, lohnt es sich, PIR-Wärmedämmplatten aus Polyisocyanurat zu verwenden. Sie lassen sich schnell zuschneiden und an die Wand, die Decke, das Dach oder den Boden anbringen.

PIR-Platten haben einen hohen Wärmedämmwert.  In dieser Hinsicht sind sie anderen gängigen Materialien für die Gebäudedämmung überlegen: nämlich dem Polystyrol oder der Mineralwolle.  Sie sind auch dünner als andere Dämmstoffe – eine dünne Schicht reicht aus, um Wände und andere Elemente wirksam zu isolieren.  Und dank ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Feuer und mechanische Beschädigungen können PIR-Dämmplatten nicht nur in Wohngebäuden, sondern auch unter anspruchsvollen Bedingungen, wie in Produktions- oder Lagerhallen eingesetzt werden.

Vergessen wir nicht, dass eine gut gemachte Dämmung die Wärmeabgabe reduziert, was sich auch in Einsparungen niederschlagen kann. Daher lohnt es sich, auf hochwertige Materialien zu setzen, die sich durch entsprechende Eigenschaften, Langlebigkeit und Sicherheit auszeichnen. Die Gruppe PCC ist einer der bekanntesten Anbieter von PIR-Platten, PUR-Schaumstoffen und anderen Baustoffen oder Wärmedämmstoffe auf dem Markt. Wir laden Sie ein, sich mit dem Angebot an Bauchemikalien dem Produktportal vertraut zu machen!

Quellen:
  1. https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/heat-transfer-coefficient
  2. https://unacademy.com/content/kerala-psc/study-material/fermentation-technology/overall-heat-transfer-coefficient/
  3. https://www.muratorplus.pl/technika/izolacje/wspolczynnik-przenikania-ciepla-od-czego-zalezy-wspolczynnik-u-przegrod-budowlanych-aa-iTn4-bLg6-hCpS.html

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