Transmissionswärmeverluste: Wenn Wärme durch Wände geht
Transmissionswärmeverluste entstehen, wenn Wärme durch feste Bauteile von innen nach außen „fließt". Sie machen bei den meisten Gebäuden 60-80% der gesamten Heizlast aus und sind damit der wichtigste Ansatzpunkt für energetische Sanierungen.
Das physikalische Prinzip
Wärme fließt immer von warm nach kalt – das ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. In einem beheizten Gebäude bedeutet das:
- Innen: 20°C (warm)
- Außen: -10°C (kalt)
- Temperaturdifferenz: 30 K (Kelvin)
Je größer die Temperaturdifferenz, desto mehr Wärme fließt nach außen.
Analogie: Stellen Sie sich einen heißen Kaffee vor. Je kälter die Umgebung, desto schneller kühlt er ab. Die Tasse ist wie die Gebäudehülle – je besser isoliert (Thermosbecher), desto langsamer der Wärmeverlust.
Die drei Wege der Wärmeübertragung
Wärme kann auf drei Arten übertragen werden:
| Art | Beschreibung | Beispiel im Gebäude |
|---|---|---|
| Wärmeleitung | Durch feste Materialien | Durch die Wand hindurch |
| Konvektion | Durch strömende Luft | Luftbewegung an Oberflächen |
| Strahlung | Durch elektromagn. Wellen | Wärmeabstrahlung der Wand |
Bei der Transmission wirken alle drei zusammen:
- Wärme wird von der Raumluft an die Innenwand übertragen (Konvektion + Strahlung)
- Wärme leitet durch die Wand (Wärmeleitung)
- Wärme wird von der Außenwand an die Außenluft abgegeben (Konvektion + Strahlung)
Die Berechnungsformel
Die Transmissionswärmeverluste berechnen sich nach DIN EN 12831-1:
Formel: ΦT = HT × (θi - θe)
mit HT = Σ (U × A × fT) + ΔUWB × A
- ΦT = Transmissionswärmeverlust (W)
- HT = Transmissions-Wärmeverlustkoeffizient (W/K)
- θi = Innentemperatur (°C)
- θe = Norm-Außentemperatur (°C)
- U = U-Wert des Bauteils (W/m²K)
- A = Fläche des Bauteils (m²)
- fT = Temperatur-Korrekturfaktor
- ΔUWB = Wärmebrückenzuschlag (W/m²K)
Der Temperatur-Korrekturfaktor fT
Nicht alle Bauteile grenzen direkt an die Außenluft. Der Faktor fT berücksichtigt dies:
| Angrenzung | fT | Erklärung |
|---|---|---|
| Außenluft | 1,0 | Volle Temperaturdifferenz |
| Unbeheizter Keller | 0,5 | Keller ist wärmer als außen |
| Erdreich | 0,3-0,6 | Erdtemperatur relativ konstant |
| Unbeheizte Garage | 0,8 | Garage etwas wärmer als außen |
| Beheizter Nachbar | 0,0 | Keine Temperaturdifferenz |
Beispiel: Eine Kellerdecke mit U = 0,5 W/m²K und fT = 0,5 hat den gleichen effektiven Wärmeverlust wie eine Außenwand mit U = 0,25 W/m²K.
Bauteile und ihre U-Werte
Die wichtigsten Bauteile und typische U-Werte im Vergleich:
Außenwände
| Baualter | Wandtyp | U-Wert | Bewertung |
|---|---|---|---|
| vor 1970 | Vollziegel 36cm | 1,4-1,6 W/m²K | Schlecht |
| 1970-1990 | Hohlblock 30cm | 0,8-1,2 W/m²K | Mäßig |
| 1990-2010 | Porenbeton 30cm | 0,4-0,6 W/m²K | Mittel |
| nach 2010 | WDVS 16cm | 0,2-0,3 W/m²K | Gut |
| Passivhaus | WDVS 30cm+ | < 0,15 W/m²K | Sehr gut |
Fenster
| Generation | Verglasung | U-Wert (Uw) | Bewertung |
|---|---|---|---|
| vor 1980 | Einfachglas | 5,0-5,8 W/m²K | Sehr schlecht |
| 1980-1995 | 2-fach ohne LowE | 2,7-3,0 W/m²K | Schlecht |
| 1995-2010 | 2-fach mit LowE | 1,3-1,6 W/m²K | Mittel |
| nach 2010 | 3-fach mit LowE | 0,7-1,0 W/m²K | Gut |
| Passivhaus | 3-fach spezial | < 0,8 W/m²K | Sehr gut |
Dach
| Dämmung | U-Wert | Bewertung |
|---|---|---|
| Ungedämmt | 2,0-3,0 W/m²K | Sehr schlecht |
| 8cm Dämmung | 0,4-0,5 W/m²K | Mäßig |
| 16cm Dämmung | 0,2-0,25 W/m²K | Gut |
| 24cm+ Dämmung | < 0,15 W/m²K | Sehr gut |
Rechenbeispiel
Ein Raum mit folgenden Bauteilen bei θi = 20°C und θe = -12°C:
| Bauteil | Fläche | U-Wert | fT | HT-Anteil |
|---|---|---|---|---|
| Außenwand | 15 m² | 0,28 W/m²K | 1,0 | 4,2 W/K |
| Fenster | 4 m² | 1,3 W/m²K | 1,0 | 5,2 W/K |
| Dach | 12 m² | 0,20 W/m²K | 1,0 | 2,4 W/K |
| Kellerdecke | 20 m² | 0,35 W/m²K | 0,5 | 3,5 W/K |
| Summe | 15,3 W/K |
Berechnung: ΦT = 15,3 W/K × (20°C - (-12°C)) = 15,3 × 32 = 489,6 W
Der Raum verliert bei -12°C Außentemperatur knapp 490 Watt durch Transmission.
Wo gehen die größten Wärmemengen verloren?
Typische Verteilung der Transmissionswärmeverluste:
| Bauteil | Anteil | Warum? |
|---|---|---|
| Fenster | 25-35% | Hohe U-Werte trotz kleiner Fläche |
| Außenwände | 25-30% | Große Fläche |
| Dach | 15-25% | Warme Luft steigt auf |
| Keller/Boden | 10-15% | Teilweise durch Erdreich gepuffert |
| Wärmebrücken | 5-15% | Oft unterschätzt |
Achtung: Fenster haben zwar die kleinste Fläche, aber oft den höchsten U-Wert. Ein 2 m² Fenster mit U = 1,3 W/m²K verliert genauso viel Wärme wie 10 m² gut gedämmte Wand mit U = 0,26 W/m²K!
Maßnahmen zur Reduzierung
1. Außenwanddämmung
| Maßnahme | Investition | U-Wert-Verbesserung |
|---|---|---|
| WDVS 12cm | 80-120 €/m² | von 1,4 auf 0,28 W/m²K |
| Kerndämmung | 20-40 €/m² | von 1,0 auf 0,4 W/m²K |
| Innendämmung | 50-80 €/m² | von 1,4 auf 0,5 W/m²K |
2. Fenstertausch
| Maßnahme | Investition | U-Wert-Verbesserung |
|---|---|---|
| 2-fach → 3-fach | 300-500 €/m² | von 1,4 auf 0,9 W/m²K |
| Komplett neu (3-fach) | 400-600 €/m² | je nach Ausgangszustand |
3. Dachdämmung
| Maßnahme | Investition | U-Wert-Verbesserung |
|---|---|---|
| Zwischensparren 16cm | 40-60 €/m² | von 0,5 auf 0,22 W/m²K |
| Aufsparren 20cm | 100-150 €/m² | von 0,5 auf 0,16 W/m²K |
| Oberste Geschossdecke | 20-40 €/m² | von 0,8 auf 0,18 W/m²K |
Der Heizlast-Rechner
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Weiterführende Artikel
- Der U-Wert erklärt – Die wichtigste Bauteil-Kennzahl im Detail
- Wärmebrücken – Die versteckten Wärmeverluste
- Lüftungswärmeverluste – Die andere Komponente der Heizlast
- Was ist die Heizlast? – Zurück zur Übersicht
Quellen
- DIN EN 12831-1:2017-09 – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast
- DIN 4108-2 – Wärmeschutz im Hochbau
- DIN EN ISO 6946 – Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und U-Wert