Wärmedurchgangskoeffizient

Der Wärmedurchgangskoeffizient (auch Wärmedämmwert, U-Wert, früher k-Wert) ist ein Wert für die Wärmedämmeigenschaften eines Bauteils. Vor etwa fünf Jahren wurde er in einen so genannten Umweltschutzfaktor U umbenannt.

Definition

Der U-Wert gibt an, welche Wärmeleistung ${\dot {Q}}$im stationären Zustand durch eine Fläche $A$ von 1 m² fließt, wenn der Temperaturunterschied $\Delta \vartheta$ zwischen innen und außen 1 Kelvin beträgt. Der U-Wert ist also ein "Gütefaktor" für die Wärmedämmeigenschaften von Bauteilen. Der U-Wert wird in $\mathrm {\frac {W}{m^{2}\cdot K}}$ (W = Watt; K = Kelvin) angegeben. Je kleiner der Wert, desto besser die Wärmedämmeigenschaften des Bauteiles.

Beispiele

Hier die U-Werte einiger Bauteile:

Bauteil	Wandstärke	U-Wert
Aussenwand Beton	35 cm	2,29 W/(m²K)
Aussenwand Typ1²	37 cm	0,3 W/(m²K)
Aussenwand Vollziegel	36,5 cm	1,2 W/(m²K)
Aussenwand Vollziegel	24 cm	2,0 W/(m²K)
Aussenwand Styroporstein	25 cm	0,29 W/(m²K)
Innenwand Vollziegel	11,5 cm	2,5 W/(m²K)
Innenwand Ytong	10 cm	1,8 W/(m²K)
Außentür aus Holz oder Kunststoff	-	3,49 W/(m²K)
Innentür	4 cm	1,8 W/(m²K)
Einfach-Fenster	-	7,0 W/(m²K)
Holzfenster, einfach verglast	-	5,24 W/(m²K)
Doppel-Fenster	-	2,7 W/(m²K)
Doppelscheibe, Isolierglas	-	3 W/(m²K)
Wärmeschutzverglasung	-	1,7 W/(m²K)
beschichtete Wärmeschutzscheibe	-	1,5 W/(m²K)
Wärmeschutzverglasung passivhaustauglich	-	0,5 W/(m²K)

² Typ 1 : 10 cm Styropor, 25 cm Hohlraumziegel Protherm, 2 cm Innenputz

Verwendung

Nach der am 1. Februar 2002 in Kraft getretenen Energieeinsparverordnung (EnEV) sind der Jahres-Primärenergiebedarf Qp und der spezifische Transmissionswärmeverlust Ht eines Gebäudes begrenzt. U-Werte gehen in die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes ein (und dieser wiederum in die Berechnung des Primärenergiebedarfs). Ferner schreibt die EnEV Grenzwerte des Wärmedurchgangskoeffizienten bestimmter Bauteile vor, wenn diese neu eingebaut oder ausgetauscht werden.

Weitere Anforderungen an U-Werte von Bauteilen stellt DIN 4108 Teil 2, jedoch nicht mit dem Ziel der Energieeinsparung, sondern der Vermeidung von Bauschäden (Mindestwärmeschutz).

Berechnung

Der U-Wert eines Bauteils hängt von den λ-Werten der verwendeten Baustoffe und deren Stärken ab. Die Berechnung des U-Wertes für eine mehrschichtige Wand erfolgt nach der Formel:
$U={\frac {1}{R_{a}+{\frac {s_{1}}{\lambda _{1}}}+{\frac {s_{2}}{\lambda _{2}}}+...+R_{i}}}$

$s_{1}$ = Schichtdicke der ersten Schicht in m

$\lambda _{1}$ = spezifische Wärmeleitfähigkeit der ersten Schicht in W/(K · m)

$s_{2}$ = Schichtdicke der zweiten Schicht in m

$\lambda _{2}$ = spezifische Wärmeleitfähigkeit der zweiten Schicht in W/(K · m)

$R_{a}$ = äusserer Wärmeübergangswiderstand

$R_{i}$ = innerer Wärmeübergangswiderstand

Für den Wärmeübergangswiderstand senkrechter Wände gilt i. a.:

$R_{a}=0,04\ \mathrm {\frac {m^{2}\,K}{W}}$

$R_{i}=0,13\ \mathrm {\frac {m^{2}\,K}{W}}$

Weitere Regeln und Rechenwerte sind in DIN 4108 Teil 4 enthalten.