Wärmeschutz-Berechnung und U-Wert -
für den Bauherrn verständlich gemacht

Will man den Wärmeschutz fachgerecht durchführen, muss man sich durch einen Berg von Begriffen und Formeln arbeiten. Ohne ein naturwissenschaftliches Studium ist das kaum zu bewältigen. Wir versuchen daher, hier alles auf das Wesentliche zu reduzieren, sodass auch der Laie eine Wärmeschutzberechnung durchführen kann.

Die Begriffe, die im Zusammenhang mit Wärmeschutz immer wieder auftauchen, lauten Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchlaßwiderstand, Wärmeübergangskoeffizient, Wärmedurchgangswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient. Sie sehen, da kann man ganz schön ins Schwitzen kommen! Aber keine Panik, nicht alles was Sie gerade gelesen haben, müssen Sie sich merken. Genaue Definitionen und Formeln ersparen wir uns an dieser Stelle zum größten Teil, denn diese irritieren den Laien höchstens.

Die wichtigste Kennzahl im Zusammenhang mit dem Wärmeschutz eines einzelnen Bauteils ist der U-Wert(Wärmedurchgangskoeffizient, Wärmedurchlässigkeit, U-Wert war früher der k-Wert). Er gibt an, welche Wärmemenge (in kWh) durch eine Bauteilfläche von 100 m² in einer Stunde transportiert wird, wenn zwischen innen und aussen ein Temperaturunterschied von 10 Grad besteht. Je kleiner der Wert, desto besser. (Physiker und Ingenieure bitte nicht melden, wir wissen, dass die genaue Definition etwas anders lautet).

Damit Sie ein Gefühl für den Unterschied zwischen gut und schlecht gedämmten Bauteilen bekommen, sind in der nachfolgenden Tabelle Anhaltswerte für den U-Wert verschiedener Bauteile aufgeführt. Die unter der Rubrik "sehr gut" aufgeführten Werte sind die Werte eines Niedrigenergiehauses und damit Standard seit Gültigkeit der EnEV (Energieeinsparverordnung) Februar 2002.

U-Wert
Bauteil	sehr schlecht	schlecht	mittel	gut	sehr gut
Dach	≥ 1,00	0,60	0,30	0,22	≤ 0,15
Beispiel	Keine oder maximal 4 cm Zwischen- sparren- dämmung	6 bis 10 cm Zwischen- sparren- dämmung	12 bis 16 cm Zwischen- sparren- dämmung oder 9 cm PUR- Aufsparren- dämmumg	18 bis 20 cm Zwischen- sparren- dämmung oder 12 cm PUR- Aussparren- dämmung	27 bis 30 cm Zwischen- sparren- dämmung oder 18 cm PUR- Aufsparren- dämmung
Massivwand	≥1,50	0,80	0,40	0,30	≤ 0,20
Beispiel	24 cm Vollziegel- mauerwerk mit Putz	36,5 cm Leichthoch- lochziegel- mauerwerk mit Putz	36,5 cm Porenbeton 600 [kg/m³] mit Putz, innen Gipsputz	36,5 cm Porenbeton 400 [kg/m³] mit Putz, innen Gipsputz	36,5 cm Ziegelmauer- werk mit 13 cm PUR- Dämmung
Fenster	5,20	3,50	1,80	1,40	≤ 1,20
Beispiel	Einscheiben- glas	Doppel- verglasung	Wärmeschutz- verglasung	Moderne Wärmeschutz- verglasung	Niedrig- energiehaus- fenster

Nicht erwähnt wurden in der obigen Liste Wände von Fertighäusern, dabei haben diese sehr interessante U-Werte. Außenwände von Fertighäusern neuester Generation in Holzfachwerk- oder Holzständerbauweise kommen bei einer Dicke von nur 25 cm - 27 cm auf einen U-Wert von 0,17. Zum Vergleich: Eine 36,5 cm Massivwand aus Ziegelmauerwerk mit zusätzlich 13 cm PUR-Dämmung kommt gerade auf einen vergleichbaren U-Wert, obwohl die Wand etwa doppelt so dick ist.

Die Fertighaushersteller argumentieren durchaus richtig, dass bei einer Grundfläche von 9 x 12 m für ein durchschnittliches eingeschossiges Wohnhaus die Wohnfäche bei diesem Wandaufbau etwa 9 m² größer ist, als bei der Variante Massivmauerwerk plus Dämmung.

Das sagt die Energieeinsparverordnung zum U-Wert

Bei einem Neubau oder bei Änderungen an bestehenden Gebäuden müssen Mindestanforderungen an den U-Wert des Bauteils eingehalten werden. Eine generelle Nachrüstpflicht für Hausbesitzer gibt es nicht. Eine Ausnahme bildet die oberste Geschossdecken. Eigentümer von Wohngebäuden müssen nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken über beheizten Räumen bis zum 31. Dezember 2006 so dämmen, dass der U-Wert der Geschossdecke von 0,30 W/(m²K) nicht überschritten wird. Ansonsten gelten folgende Werte:

Bauteile	Maßnahmen (die an den Bauteilen durchgeführt werden)	U-Wert
Außenwände	Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; innenseitige Bekleidungen/Verschalungen (z.B. Innendämmung) aufgebracht; Ausfachungen (z.B. Fachwerk) erneuert	0,45
	Außenseitige Bekleidungen/Verschalungen sowie Mauerwerks-Vorsatzschalen angebracht; Dämmschichten eingebaut; Außenputz erneuert (bei vorhandenem U-Wert der Wand von größer 0,9 W/m²K)	0,35
Fenster, Fenstertüren, Verglasung	Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; zusätzliche Vor- und Innenfenster eingebaut	1,70
	Verglasung ersetzt	1,50
Vorhangfassaden	Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; Füllung (Verglasung) ersetzt	1,90
Decken, Dächer, Dachschrägen über beheizten Räumen	Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; Dachhaut bzw. außenseitige Bekleidungen/Verschalungen ersetzt oder neu aufgebaut; innenseitige Bekleidungen/Dämmschichten aufgebracht oder erneuert; Dämmschicht eingebaut	0,30
Flachdächer über beheizten Räumen	Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; Dachhaut bzw. außenseitige Bekleidungen/Verschalungen ersetzt oder neu aufgebaut; innenseitige Bekleidungen/Verschalungen aufgebracht oder erneuert; Dämmschichten eingebaut	0,25
Decken und Wände gegen unbeheizte Räume oder Erdreich	Außenseitige Bekleidungen/Verschalungen, Feuchtigkeitssperren/Drainagen angebracht oder erneuert; Deckenbekleidungen (Kaltseite z.B. an der Kellerdecke) angebracht	0,40
	Bauteil ersetzt, erstmalig eingebaut; innenseitige Bekleidungen/Verschalungen angebracht; Fußbodenaufbauten (Warmseite) aufgebaut oder erneuert; Dämmschichten eingebaut	0,50
Ausnahmen: Die oben angegebenen max. U-Werte der EnEV müssen nicht eingehalten werden bei: 1. Änderung der Außenwand, Fenster, Fenstertüren und Dachfenster von weniger als 20% der Bauteilfläche gleicher Orientierung, 2. Änderung aller anderen Außenbauteile (z.B. Dach, Fußboden) von weniger als 20% der jeweiligen Gesamtfläche der Bauteile.

Berechnung des U-Werts

Der wichtigste Begriff im Zusammenhang mit der Wärmedämmung ist die Wärmeleitfähigkeit. Diese ist eine d i c k e u n a b h ä n g i g e Stoffeigenschaft, und nicht zu verwechseln mit dem U-Wert. Die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes gibt an, welche Wärmemenge (in kWh) durch eine Baustoffläche von 100 m² und 1 m Dicke in einer Stunde transportiert wird, wenn zwischen innen und außen ein Temperaturunterschied von 10 Grad besteht. Wie beim U-Wert gilt: je kleiner der Wert, desto besser.

In Deutschland werden die Dämmstoffe in Abhängigkeit von Ihrer Wärmeleitfähigkeit in eine "Wärmeleitfähigkeitsgruppe" (Wärmeleitgruppe, WLG) eingestuft. Diese Gruppe entspricht den Nachkommastellen der Wärmeleitfähigkeit. Beispiel: Dämmung mit der Wärmeleitfähigkeit 0,030 hat die Wärmeleitfähigkeitsgruppe WLG 030.

Um die Wärmedurchlässigkeit (U-Wert) eines Bauteils berechnen zu können, benötigt man auch noch den Dämmwert der einzelnen Schichten. Im Fachjargon nennt man diesen Wärmedämmwert Wärmedurchlaßwiderstand. Damit wird der Widerstand einer Schicht gegen das Durchströmen von Wärme angegeben. Zu seiner Ermittlung ist die Dicke der betreffenden Schicht (in Meter) durch die stoffbezogene Wärmeleitfähigkeit zu dividieren. Bei mehrschichtigen Bauteilen ist für jede Schicht nach diesem Rechenverfahren der Einzelwert festzustellen. Die Summe aller Einzelwerte ergibt dann den Wärmedurchlaßwert bzw. Wärmedämmwert für das gesamte Bauteil. Je größer der Widerstand, desto besser ist die Wärmedämmung.

Auch r u h e n d e Luftschichten (keine strömende Hinterlüftungen) haben in Abhängigkeit von Dicke und Neigung einen bestimmten Dämmwert. Dieser Widerstand beträgt bei ruhenden Luftschichten bis 60 Grad Neigung 0,16. Ist die Schicht mehr als 60 Grad geneigt 0,18. Diese Werte müssen bei der Berechnung des Gesamtwiderstand berücksichtigt werden.

Komplizierter wird die Berechnung des U-Werts, wenn bei Bauteilen die Wärmedämmung unterbrochen ist. Bei Dächern z.B. bei der Zwischensparrendämmung ist dies der Fall. Hier müssen zwei Bereiche untersucht werden. Zum einen das Gefach, wo die Wärmedämmung liegt und zum anderen die Rippe, welche die Wärmedämmung unterbricht. Die Rippen (also der Sparren oder der Balken) werden nur in der Dicke der seitlich anliegenden Wärmedämmung berücksichtigt. Dampfsperren und Abdichtungsbahnen werden bei der Wärmeschutzberechnung nicht berücksichtigt.

Folgende Formeln zur Berechnung des Wärmeschutzes eines Bauteils ergeben sich mit den obigen Erläuterungen:

Den Dämmwert einer Schicht, genannt Widerstand (Wärmedurchlasswiderstand) berechnet man mit folgender Formel:

Hat das Bauteil mehrere Schichten, muss man alle Schichten (auch ruhende Luftschichten, siehe oben) zum Gesamtwiderstand (Wärmedurchgangswiderstand) addieren:

Die Wärmedurchlässigkeit (den U-Wert) eines Bauteils berechnet man aus dem Kehrwert des Gesamtwiderstandes:

Kommen Gefach und Rippe hinzu, ergibt sich folgende Formel für die Wärmedurchlässigkeit:

Nun müßten Sie in der Lage sein, eine Wärmeschutzberechnung selbst durchzuführen.

Die Wärmeleitfähigkeit einiger wichtiger Bauteilschichten finden Sie in der nachfolgenden Tabelle. Wenn Sie Werte vermissen, schauen Sie in einschlägigen Tabellen des Bauwesens nach oder fragen Sie den Hersteller oder Lieferanten des Baustoffs.

Bezeichnung	Wärmeleitfähigkeit
Bekleidungen / Platten
Gipskartonplatten	0,25
Holzschalung (Nadelholz)	0,13
Spanplatten (Flachpress)	0,13
(Standard-Bekleidung)	0,35
Innenputze
Gipsputz	0,70
Gipsputz ohne Zuschlag	0,35
(Standard-Innenputz)	0,90
Tragwerk
Kalksandstein-Mauerwerk, 1600 [kg/m³]	0,79
Leichthochlochziegel-Mauerwerk, 900 [kg/m³]	0,42
Porenbeton 350 [kg/m³] 600 [kg/m³]	0,09 0,16
Sparren / Rippen aus Nadelholz	0,13
Stahlbeton	2,1
Vollziegel-Mauerwerk, 1600 [kg/m³]	0,68
(Standard-Mauerwerk)	1
Dampfbremsen
>Glasvliesbitumendachbahnen V 13	0,17
Wärmedämmungen
Holzfaserdämmplatten, WLG 050	0,050
Mineralwolle WLG 035 ("Glas- o. Steinwolle")	0,035
Mineralwolle WLG 040 ("Glas- o. Steinwolle")	0,040
Polystyrol (PS 20 SE) ("Styropor") WLG 040	0,040
PUR-Hartschaum, WLG 030	0,030
FOAMGLAS®-Platten T4-040	0,040
isofloc Zellulose-Dämmstoffe WLG 040	0,040
Schafwolle-Dämmmatten DWS 8 / 90	0,044
(Standard-Wärmedämmung)	0,040
Außenputze
Kalkzementputz	0,87
Kunstharzputz	0,70
Standard-Außenputz)	0,90