Der U-Wert: Die Kennzahl für Wärmedämmung
Der U-Wert (früher k-Wert) ist die wichtigste Kennzahl, um die Wärmedämmqualität eines Bauteils zu bewerten. Er gibt an, wie viel Wärme pro Sekunde durch einen Quadratmeter Bauteilfläche fließt, wenn die Temperaturdifferenz ein Kelvin beträgt.
Was bedeutet der U-Wert?
Definition: Der U-Wert gibt den Wärmestrom in Watt an, der durch 1 m² Bauteilfläche fließt, wenn die Temperaturdifferenz zwischen innen und außen 1 Kelvin (= 1°C) beträgt.
Einheit: W/(m²·K) – Watt pro Quadratmeter und Kelvin
Die Faustregel
- Niedriger U-Wert = Wenig Wärmeverlust = Gute Dämmung
- Hoher U-Wert = Viel Wärmeverlust = Schlechte Dämmung
| U-Wert | Bewertung | Beispiel |
|---|---|---|
| 0,1 - 0,2 W/m²K | Sehr gut | Passivhaus-Wand |
| 0,2 - 0,3 W/m²K | Gut | Neubau-Standard |
| 0,3 - 0,5 W/m²K | Mittel | Sanierter Altbau |
| 0,5 - 1,0 W/m²K | Mäßig | Teilgedämmt |
| > 1,0 W/m²K | Schlecht | Ungedämmter Altbau |
Rechenbeispiel: Was bedeutet der U-Wert praktisch?
Eine Außenwand mit:
- Fläche: 10 m²
- U-Wert: 0,24 W/m²K
- Innentemperatur: 20°C
- Außentemperatur: 0°C
Berechnung: Wärmestrom = U × A × ΔT = 0,24 × 10 × 20 = 48 Watt
Bei -10°C außen: 0,24 × 10 × 30 = 72 Watt
Zum Vergleich: Eine ungedämmte Wand mit U = 1,5 W/m²K:
Wärmestrom = 1,5 × 10 × 30 = 450 Watt – mehr als 6-mal so viel!
Wie wird der U-Wert berechnet?
Der U-Wert ergibt sich aus den Wärmedurchlasswiderständen aller Schichten:
Formel: U = 1 / RT
mit RT = Rsi + R1 + R2 + ... + Rn + Rse
- RT = Gesamtwärmedurchlasswiderstand (m²K/W)
- Rsi = Innerer Wärmeübergangswiderstand
- R1, R2... = Wärmedurchlasswiderstände der Schichten
- Rse = Äußerer Wärmeübergangswiderstand
Der Widerstand einer Schicht
Jede Materialschicht hat einen Wärmedurchlasswiderstand:
Formel: R = d / λ
- R = Wärmedurchlasswiderstand (m²K/W)
- d = Schichtdicke (m)
- λ = Wärmeleitfähigkeit (W/mK)
Die Wärmeleitfähigkeit λ
Die Wärmeleitfähigkeit λ (Lambda) ist eine Materialeigenschaft:
| Material | λ (W/mK) | Bewertung |
|---|---|---|
| Kupfer | 380 | Extrem leitend |
| Stahl | 50 | Sehr leitend |
| Beton | 2,1 | Leitend |
| Vollziegel | 0,8 | Mäßig leitend |
| Holz | 0,13 | Wenig leitend |
| Mineralwolle | 0,035 | Dämmstoff |
| EPS (Styropor) | 0,035 | Dämmstoff |
| PUR/PIR | 0,024 | Hochleistungsdämmstoff |
| Luft (ruhend) | 0,025 | Theoretisch optimal |
Je niedriger λ, desto besser dämmt das Material. Dämmstoffe haben λ-Werte unter 0,1 W/mK – typisch sind 0,03-0,04 W/mK.
Die Wärmeübergangswiderstände
An den Oberflächen findet ein Wärmeübergang zwischen Luft und Bauteil statt:
| Situation | Rsi (innen) | Rse (außen) |
|---|---|---|
| Aufwärts (Decke) | 0,10 m²K/W | 0,04 m²K/W |
| Horizontal (Wand) | 0,13 m²K/W | 0,04 m²K/W |
| Abwärts (Boden) | 0,17 m²K/W | 0,04 m²K/W |
Vollständiges Rechenbeispiel
Eine Außenwand mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS):
| Schicht | d (cm) | λ (W/mK) | R (m²K/W) |
|---|---|---|---|
| Innenputz | 1,5 | 0,70 | 0,02 |
| Mauerwerk | 24 | 0,79 | 0,30 |
| EPS-Dämmung | 14 | 0,035 | 4,00 |
| Außenputz | 1,5 | 0,87 | 0,02 |
Berechnung: RT = 0,13 + 0,02 + 0,30 + 4,00 + 0,02 + 0,04 = 4,51 m²K/W
U = 1 / 4,51 = 0,22 W/m²K
Die 14 cm Dämmung (R = 4,00) macht über 88% des Gesamtwiderstandes aus!
U-Werte verschiedener Bauteile
Außenwände nach Baualter
| Baujahr | Konstruktion | Typischer U-Wert |
|---|---|---|
| vor 1918 | Vollziegel 50cm | 1,2-1,5 W/m²K |
| 1919-1948 | Vollziegel 38cm | 1,4-1,7 W/m²K |
| 1949-1968 | Hohlblock 30cm | 1,0-1,4 W/m²K |
| 1969-1978 | Hohlblock + 4cm Dämmung | 0,6-0,9 W/m²K |
| 1979-1994 | Porenbeton/Dämmung | 0,4-0,6 W/m²K |
| 1995-2009 | Dämmung 10-12cm | 0,3-0,4 W/m²K |
| ab 2010 | Dämmung 14-20cm | 0,2-0,28 W/m²K |
| Passivhaus | Dämmung 30cm+ | < 0,15 W/m²K |
Fenster nach Generation
| Generation | Verglasung | Ug-Wert | Uw-Wert |
|---|---|---|---|
| vor 1978 | Einfachglas | 5,8 | 5,0-5,5 |
| 1978-1995 | 2-fach ohne LowE | 3,0 | 2,7-3,1 |
| 1995-2005 | 2-fach mit LowE | 1,1 | 1,3-1,6 |
| 2005-2015 | 3-fach Standard | 0,7 | 1,0-1,2 |
| ab 2015 | 3-fach Premium | 0,5 | 0,8-0,9 |
Ug vs. Uw:
- Ug = U-Wert nur der Verglasung (g = glazing)
- Uw = U-Wert des gesamten Fensters inkl. Rahmen (w = window)
- Der Rahmen ist oft schlechter als die Verglasung!
Dach/Oberste Geschossdecke
| Zustand | Typischer U-Wert |
|---|---|
| Ungedämmt | 2,0-3,5 W/m²K |
| 6cm Dämmung | 0,5-0,6 W/m²K |
| 12cm Dämmung | 0,25-0,30 W/m²K |
| 20cm Dämmung | 0,15-0,18 W/m²K |
| 30cm Dämmung | 0,10-0,12 W/m²K |
Kellerdecke/Bodenplatte
| Zustand | Typischer U-Wert |
|---|---|
| Ungedämmt | 0,8-1,2 W/m²K |
| 6cm Dämmung | 0,4-0,5 W/m²K |
| 10cm Dämmung | 0,25-0,30 W/m²K |
| 16cm Dämmung | 0,15-0,20 W/m²K |
GEG-Anforderungen
Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) definiert Mindestanforderungen:
Bei Sanierung einzelner Bauteile
| Bauteil | Max. U-Wert (GEG 2020) |
|---|---|
| Außenwand | 0,24 W/m²K |
| Dach/oberste Decke | 0,24 W/m²K |
| Kellerdecke | 0,30 W/m²K |
| Fenster | 1,30 W/m²K (Uw) |
| Außentüren | 1,80 W/m²K |
Neubau (Referenzgebäude)
| Bauteil | Referenz-U-Wert |
|---|---|
| Außenwand | 0,28 W/m²K |
| Dach | 0,20 W/m²K |
| Bodenplatte | 0,35 W/m²K |
| Fenster | 1,30 W/m²K |
Achtung: Die GEG-Werte sind Mindestanforderungen. Für eine wirtschaftliche Heizungsauslegung (besonders für Wärmepumpen) sind oft bessere U-Werte sinnvoll!
Fehlerquellen bei U-Wert-Angaben
1. Laborwerte vs. Realität
| Faktor | Einfluss auf U-Wert |
|---|---|
| Feuchtigkeit im Mauerwerk | +10 bis +30% |
| Unvollständige Dämmung | +20 bis +50% |
| Wärmebrücken (nicht erfasst) | Zusätzlich 0,05-0,15 W/m²K |
2. Verschiedene Berechnungsmethoden
- Vereinfachtes Verfahren: Tabellenwerte nach Baualter
- Detaillierte Berechnung: Schichtweiser Aufbau
- Messung: Vor-Ort mit Wärmestrommessung
3. Verwechslung von Kennwerten
| Symbol | Bedeutung |
|---|---|
| U | Wärmedurchgangskoeffizient (Bauteil) |
| Ug | U-Wert Verglasung |
| Uw | U-Wert Fenster gesamt |
| Uf | U-Wert Fensterrahmen |
| λ | Wärmeleitfähigkeit (Material) |
| R | Wärmedurchlasswiderstand |
U-Wert-Verbesserung durch Dämmung
Wie viel Dämmung bringt welchen U-Wert?
Beispiel: Außenwand (Ausgangswert 1,4 W/m²K)
| Zusätzliche Dämmung | Neuer U-Wert | Verbesserung |
|---|---|---|
| 4 cm (λ = 0,035) | 0,55 W/m²K | -61% |
| 8 cm | 0,34 W/m²K | -76% |
| 12 cm | 0,25 W/m²K | -82% |
| 16 cm | 0,20 W/m²K | -86% |
| 20 cm | 0,16 W/m²K | -89% |
Das Gesetz des abnehmenden Grenznutzens: Die ersten Zentimeter Dämmung bringen am meisten. Von 0 auf 8 cm ist effektiver als von 16 auf 24 cm!
Der Heizlast-Rechner
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Weiterführende Artikel
- Transmissionswärmeverluste – Wie U-Werte die Heizlast beeinflussen
- Wärmebrücken – Die versteckten Schwachstellen
- Sanierungsempfehlungen – U-Werte verbessern
- Was ist die Heizlast? – Zurück zu den Grundlagen
Quellen
- DIN EN ISO 6946 – Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient
- DIN 4108-2 – Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden
- DIN EN ISO 10077-1 – Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern
- GEG 2020 – Gebäudeenergiegesetz