
Wärmeschutz-Berechnung und U-Wert - für den Bauherrn verständlich gemacht
Wer ein Fertighaus errichten lassen möchte, ist gemäß den Vorgaben der Energieeinsparverordnung (EnEV) verpflichtet, den sogenannten U-Wert einzuhalten. Aber auch denjenigen Hausbesitzern, welche eine Dämmung planen, begegnet der U-Wert unentwegt. Konkret handelt es sich hierbei um die wichtigste Kennzahl im Zusammenhang mit dem Wärmeschutz. Doch was genau sagt dieser Wert aus und was gilt es dabei zu beachten?
Definition des U-Werts
Bei dem U-Wert handelt es sich um ein Maß für die Wärmedurchlässigkeit von Bauelementen. Konkret gibt die auch als Wärmedurchgangskoeffizient bekannte Kennzahl den stündlichen Wärmestrom an, der durch ein Bauteil läuft. Einfach gesagt wird der Wärmeverlust durch verschiedene Bauteile gemessen. Soll an einem Fertighaus der U-Wert ermittelt werden, so erfolgt dies anhand einer genau definierten Formel.
Im Rahmen dieser Formel geht es darum zu errechnen, welche Wärmemenge sekündlich durch ein 1 Quadratmeter großes Bauelement bei einem Temperaturunterschied von 1 Grad von innen nach außen gelangt. Auf diese Weise lässt sich feststellen, über welche Dämmeigenschaften ein Bauteil verfügt. Werden an einem Fertighaus die U-Werte einzelner Bauelemente berechnet, gilt grundsätzlich: Je höher der U-Wert ausfällt, desto schlechter ist es um die Dämmeigenschaften bestellt. Im Umkehrschluss bedeutet dies somit: Je niedriger der U-Wert ist, desto besser stellt sich die Dämmwirkung dar. Angegeben wird die Kennzahl in der Einheit Watt je Quadratmeter und Kelvin W/(Quadratmeter*K). Den folgenden Beispielen kann entnommen werden, wie gut die Dämmeigenschaft im jeweiligen Fall ausfällt:
- Fenster mit Einfachverglasung: U-Wert von 5,2 W/(Quadratmeter*K)
- Fenster mit Doppelverglasung: U-Wert von 3,5 W/(Quadratmeter*K)
- Fenster mit Wärmeschutzverglasung: U-Wert von 1,8 W/(Quadratmeter*K)
- Fenster mit moderner Wärmeschutzverglasung: U-Wert von 1,4 W/(Quadratmeter*K)
- Niedrigenergiehausfenster: U-Wert von maximal 1,2 W/(Quadratmeter*K)
Eigentümer von Bestandsgebäuden, welche mit einer Dämmung versehen werden sollen, müssen dem U-Wert große Bedeutung schenken. Die Verordnung definiert für sämtliche Bauteile im Fertighaus jeweils einen höchstmöglichen U-Wert, der nicht überschritten werden darf. Wie hoch die Kennzahl ausfällt, ist vom konkreten Haustyp abhängig. Im Falle eines Passivhauses dürfen beispielsweise die vorgeschriebenen Maximalwerte um nahezu 70 Prozent niedriger als bei einem Standardhaus liegen. Wird ein Fertighaus neu erbaut oder renoviert, sind die U-Wert-Mindestanforderungen einzuhalten. Wer die vorgeschriebenen U-Werte bei einem erbauten Fertighaus nicht einhält, hat aber noch keine Nachrüstpflichten. Dies gilt allerdings nicht für die oberste Geschossdecke: Sofern diese begehbar ist und die Zimmer darunter beheizt werden, darf das Fertighaus einen U-Wert von 0,24 W/(Quadratmeter*K) nicht überschreiten.
Mit jeder Neuauflage der EnEV wurden die Anforderungen an den U-Wert stetig erhöht. Die Strategie der Bundesregierung stellt auf eine Energiereduktion ab, ganz im Sinne der gesteckten Klimaziele. Das Fertighaus soll gegen äußere klimatische Bedingungen möglichst gut abgeschottet werden. Dann wird auch weniger Energie benötigt, um die eigenen vier Wände warm zu halten. Neben der Geschossdecke gelten auch für folgende Bauteile U-Werte gemäß der EnEV:
- Außentüren: 1,8
- Lichtkuppeln: 2,7
- Dachflächenfenster: 1,4
- Fenster, Fenstertüren: 1,3
- Dach, oberste Geschossdecke, Wände zu Abseiten: 0,20
- Decken und Wände zu unbeheizten Räumen: 0,35
- Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte: 0,35
- Geschossdecke gegen Außenluft: 0,28
- Außenwand (einschließlich Einbauten, wie Rollladenkästen): 0,28
Bevor Sie für das Fertighaus und dessen Bauteile den U-Wert berechnen, ist es wichtig nachfolgende Begriffe zu kennen:
- Wärmeleitfähigkeit Hierbei handelt es sich um den wichtigsten Begriff im Zusammenhang mit der Wärmedämmung. Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt eine dickeunabhängige Stoffeigenschaft, die Sie mit dem U-Wert nicht verwechseln sollten, zumal dieser auf ganze Bauteile abstellt. Konkret gibt die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes an, welche Wärmemenge (in kWh) in einer Stunde durch eine Baustofffläche von 100 Quadratmeter und 1 Meter Dicke transportiert wird, wenn ein Temperaturunterschied von 10 Grad zwischen innen und außen besteht. Auch hier gilt: Je kleiner der Wert ausfällt, desto besser. In Abhängigkeit ihrer Wärmeleitfähigkeit werden Dämmstoffe hierzulande in eine "Wärmeleitfähigkeitsgruppe" (Wärmeleitgruppe, WLG) eingeordnet. Sie entspricht den Nachkommastellen der Wärmeleitfähigkeit. Beläuft sich demnach die Wärmeleitfähigkeit einer Dämmung auf 0,030, so spricht man von der Wärmeleitfähigkeitsgruppe WLG 030.
- Wärmedurchlasswiderstand (Dämmwert) Zur Berechnung des U-Werts für ein Fertighaus und dessen Bauteile ist auch der Dämmwert der einzelnen Schichten von Bedeutung. In Fachkreisen ist hierbei vom Wärmedurchlasswiderstand die Rede. Dieser gibt an, welchen Widerstand eine Schicht gegen das Durchströmen von Wärme bietet. Ermitteln lässt er sich dadurch, indem die Dicke der betreffenden Schicht (in Metern) durch die stoffbezogene Wärmeleitfähigkeit dividiert wird. Die Wärmedämmung fällt dabei umso besser aus, je größer der Widerstand ist. Im Falle eines mehrschichtigen Bauteils ist für jede Schicht der Einzelwert nach diesem Rechenschema zu ermitteln. Der Wärmedämmwert, beziehungsweise der Wärmedurchlasswert des gesamten Bauteils ergibt sich aus der Summe aller Einzelwerte. In Abhängigkeit von Neigung und Dicke besitzen auch ruhende Luftschichten (keine strömenden Hinterlüftungen) folgende Dämmwerte:
- ruhende Luftschicht mit einer Neigung von bis zu 60 Grad: Widerstand = 0,16
- ruhende Luftschicht mit einer Neigung von mehr als 60 Grad: Widerstand = 0,18
Bei der Ermittlung des Gesamtwiderstands sind diese Werte zu berücksichtigen.
Hinweis: Ist die Wärmedämmung bei Bauteilen unterbrochen, fällt die Berechnung des U-Werts schwieriger aus. Dies ist regelmäßig dann der Fall, wenn das Fertighaus ein Dach mit Zwischensparrendämmung aufweist. Hier gilt es, zum einen das die Wärmedämmung umfassende Gefach zu untersuchen und zum anderen auch die Rippe, die die Wärmedämmung unterbricht. Abdichtungsbahnen und Dampfsperren bleiben dabei unberücksichtigt.
Anhand der obigen Erläuterungen können Sie für Fertighaus und Bauteile den U-Wert wie folgt berechnen:
- Widerstand (Wärmedurchlasswiderstand) = Dicke / Wärmeleitfähigkeit
- Gesamtwiderstand (Wärmedurchgangswiderstand) = Summe aller Widerstände
- U-Wert (Wärmedurchlässigkeit): 1 / Gesamtwiderstand
- Falls es Gefach und Rippe zu berücksichtigen gilt: U-Wert (Wärmedurchlässigkeit) = (Gefach U-Wert * Gefachbreite + Rippen U-Wert * Rippenbreite) / (Gefachbreite + Rippenbreite)