Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)

Definition des Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)

Der Wärmedurchgangskoeffizient beschreibt die Wärmeleitfähigkeit bzw. Wärmedurchlässigkeit von Bauteilen. Als Einheit für den U-Wert gilt W/(m²·K). Dies entspricht der Menge an Joule (Watt) die binnen einer Sekunde über eine Fläche von einem Quadratmeter (m²) durch eine Trennwand zwischen zwei Räumen durchgelassen wird, wenn sich die beiderseits anliegenden Temperaturen um 1 K (Kelvin) (entspricht einer Differenz von 1 °C) unterscheiden. Je niedriger der U-Wert ist, desto besser ist die Wärmedämmung.

Metrische Festlegung

Der Wärmestrom ist Wärmeenergie pro Zeit und wird pro Flächeneinheit und Kelvin als Wärmedurchgangskoeffizient benannt. Die Einheiten im SI-System sind Watt pro Quadratmeter und Kelvin. Die Verfahrenstechnik und der Apparatebau suchen die Abhängigkeit von Eigenschaften des verwendeten Materials. Als begleitender Kennwert eines Bauteils bestimmt die Wärmeleitfähigkeit und die Bauteilgeometrie den praktisch akzeptierten Wert. Weniger gebräuchlicher ist der Kehrwert. Er heißt Wärmedurchgangswiderstand. Höhere Werte bedeuten schlechtere Wärmedämmeigenschaften und niedrigere bedeuten bessere des Materials und der Bauteile daraus.

Der U_f-Wert

Eine Abwandlung des U-Wertes ist der U_f-Wert. "f" steht hier für Frame (englisch = Rahmen) und beschreibt die festen Bestandteile eines Bauteils. Berechnet wird dieser über die EN ISO 10077-2 Norm.

Der U_g-Wert

Der U_w-Wert

Wärmedurchgangskoeffizient Besipiele

Er ermöglicht Berechnungen nur in Systemen, die stationär oder quasi-stationär sind. In der Lebenswelt kommen die dazu zu erfüllenden Bedingungen selten vor. Sein Nutzen liegt in der qualitativen Bewertung und bei modellhaften Überschlagsrechnungen. Gebäude werden mit Materialien errichtet, bei denen die Stärken und Preise mit den Wärmedämmeigenschaften gemeinsam bewertet sind. Dies ist bei Fenster und Türen praktisch sehr wichtig. Die beste Wärmedämmung ist nutzlos, wenn alle Öffnungen offen stehen.

Eine Außenwand aus Beton ohne Wärmedämmung mit 25 cm Stärke hat 3,3W/(m²K).
Eine Außenwand aus Mauerziegeln (17,5 cm) mit Wärmedämmverbundsystem (PUR) in einer Stärke von 30 cm hat ca. 0,32 W/(m²K).
Eine Außentür aus Holz oder Kunststoff mit der Stärke wenige cm hat ca. 3,49 W/(m²K).
Ein Fenster mit Isolierverglasung der Stärke 2,4 cm hat 2,8 - 3,0 W/(m²K).
Ein Fenster mit Wärmeschutzverglasung der Stärke 2,4 cm hat 1,3 W/(m²K).

Die Wärmedämmung verbessern

Der Koeffizient des Wärmedurchgangs kann für Bauteile berechnet werden. Die Berechnungsverfahren sind normiert und praktische Messverfahren sind festgelegt. Der Wärmeschutz nimmt ein weiteres Anwendungsgebiet ein. Glas im Bauwesen, Baustoffe und -produkte sowie Hochbauten sind gesondert normiert und werden in zugelassenen Labors qualifiziert und zugelassen. Gute Wärmedämmung ist technisch sehr wichtig und erzielt große Umsätze.