U - Wert

Der U - Wert eines Bauteils ist ein Maß für die Wärmemenge, die pro Fläche bei einer bestimmten Temperaturdifferenz durch ein Bauteil fließt.

 

Je geringer der U-Wert ist, desto besser ist das Bauteil gedämmt.

 

Der gesamte Vorgang des Wärmeflusses durch ein (nicht transparentes) Bauteil wird als Wärmedurchgang bezeichnet. Der Zusammenhang zwischen Wärmefluss und U - Wert ist:

Berechnung des U - Wertes

 

Der U - Wert erfasst also alle Mechanismen der Wärmeübertragung durch ein Bauteil. Das sind für ein massives Bauteil ohne Luftschichten:

 

 

1. Wärmeeintritt in das Bauteil.

 

Der Wäreintritt findet aufgrund von Wärmestrahlung und Konvektion statt. Da diese Zusammenhänge wegen des Strahlungsgleichgewichtes, der Strömungsverhältnisse, denen Molekularbewegungen überlagert sind, sehr komplex sind, werden in der Praxis tabellarische Wärmeübergangswiderstände angegeben, die die Orientierung der Oberfläche berücksichtigen, ansonsten aber konstant Werte angeben, die sich gut bewährt haben (siehe folgende Tabelle).

  Wärmeübergangswiderstände
Richtung des Wärmestroms
aufwärts horizontal abwärts
       
R innen [m²K/W] 0,10 0,13 0,17
R außen [m²K/W] 0,04 0,04 0,04

 

2. Wärmestrom durch das Bauteil

 

Der Wärmetransport in Festkörpern erfolgt durch Konduktion. Beeinflusst wird der Wärmestrom durch die Dicke des Bauteilschicht, sowie die Wärmeleitfähigkeit des Baustoffes. Die Durchlsswiderstande der einzelnen Schichten berechnet sich dann wie folgt:

 

3. Wärmeaustritt aus dem Bauteil

 

Prinzipiell wie Wärmeeintritt. Die deutlich geringeren Widerstände beim Austritt der Wärme hängen mit den deutlich höheren mittleren Geschwindigkeiten der Außenluft zusammen.

 

 

4. Gesamter U - Wert

 

Insgesamt ergibt sich dann zur Ermittlung des U - Wertes:

Beispielrechnung

 

Im folgenden soll als Beispiel der U - Wert eines zweischaligen Mauerwerkes berechnet werden:

Abbildung: U - Wert eines zweischaligen Mauerwerkes
Wärmeleitfähigkeiten
Baustoff

Wärmeleitfähigkeit

[W/mK]

Kalksandstein 1,0
Mineralwolle 0,035
Klinker 0,96
Durchlasswiderstände
Schicht

Durchlasswiderstand

[m²K/W]

Kalksandstein 0,2
Mineralwolle 3,43
Klinker 0,125
Summe 3,75
U - Wert

Gesamtwiderstand: RGesamt = 0,13 m²K/W + 3,75 m²K/W + 0,04 m²K/W = 3,92 m²K/W

U - Wert: U = 1 / RGesamt = 0,255 W / m²K

U - Werte von Fachwerken

 

Einige Bauteile weisen einen Aufbau auf, der nicht nur flächig ist. Damit sind keine einzelne Störungen im Bauteil gemeint, wie beispielsweise ein Stahlträger als Sturz. Solche Störungen können als Wärmebrücke erfasst werden.

Bauteile, die entlang des Bauteils, ob horizontal oder vertikal, regelmäßige Veränderungen im Aufbau aufweisen, wie beispielsweise ein Sparrendach oder ein Fachwerk, können durch einen gemittelten U - Wert im Wärmeschutz erfasst werden. Eine Erläuterung findet man bei [1].

Allerdings müssen die Anforderungen des Feuchteschutzes gesondert im Detail geprüft werden.

Bestandswerte

 

Einen Überblick über U - Werte im Bestand hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Bundesanzeiger 2015 bekannt gemacht. [2]

Auszüge zu U - Werten sind in der folgenden Tabelle gegeben:

[1] "Wärmeschutz und Energiebedarf nach EnEV 2009";Volland & Volland; 33. Auflage; 2009 Rudolph MüllerVerlag, S.125 ff

[2] "Bekanntmachung der Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Nichtwohngebäudebestand; Bundesministerium für Wirtschaft und Energie;Volland & Volland; 7. April 2015

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© Christoph Mevenkamp