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. Dieser Artikel erklärt die Berechnung und gibt praktische Tipps zur Reduktion.
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