Der U-Wert: Die Kennzahl für Wärmedämmung
Der U-Wert (früher k-Wert) ist die wichtigste Kennzahl, um die Wärmedämmqualität von Bauteilen zu bewerten. In diesem Artikel wird der U-Wert erklärt: 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