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Eine Wärmebrücke (oft fälschlicherweise als Kältebrücke bezeichnet) ist ein Gebäudebereich, durch den die Wärme schneller nach außen transportiert wird, als durch die anderen Bauteile.

Man unterscheidet konstruktive, geometrische und materialbedingte Wärmebrücken.

  • Konstruktive Wärmebrücken entstehen durch Konstruktionen mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit. Beispiele hierfür sind z.B. Stahlbetondecken mit Verbund zu den Außenwänden, Ringanker, Heizkörpernischen.
  • Geometrische Wärmebrücken ergeben sich beispielsweise durch Versprünge oder Ecken in einem ansonsten glatten Bauteil, wenn der Innenfläche eine größere Außenfläche, durch die die Wärme abfließt, gegenüber steht. Ein Beispiel hierfür ist die Hausaußenecke.
  • Materialbedingte Wärmebrücken liegen dann vor, wenn in Wärmestromrichtung unterschiedliche Baustoffe im Querschnitt liegen. Beispiele hierfür sind z.B. eingelassene Stahlträger; ein Betonsturz in Klinkerwand.

Im Bereich von Wärmebrücken sinkt bei kalten Außentemperaturen die innere Oberflächentemperatur von Bauteilen stärker ab als in den "Normalbereichen". Bei Unterschreiten der Taupunkttemperatur fällt Tauwasser (Kondenswasser) aus. An Wärmebrücken besteht die Gefahr von Schimmelbildung. Wärmebrücken führen zu höherem Transmissionswärmebedarf und damit zu höherem Heizkosten.

Häufig findet man Wärmebrücken in folgenden Bauteilen:

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  • Balkone
  • Rollladenkästen
  • Mauersohlen
  • Fensterrahmen und Fensterstürzen
  • Heizkörperbefestigungen im Mauerwerk
  • Heizkörpernischen
  • Deckenanschlüsse
  • Ecken im Haus
  • ungedämmte Stahlbetonbauteile
  • auskragende Stahlträger

Durch eine fachlich einwandfrei aufgebrachte Außenwanddämmung lassen sich Wärmebrücken erheblich mindern.

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Nachdem jetzt das Geheimnis des U-Wertes gelüftet ist, berechnen wir ihn für eine typische Außenwand in der Holzrahmenbauweise.

Der folgenden Aufbau beschreibt die Schichten von innen nach außen und endet mit der Holzfaserplatte, auf die eine hinterlüftete Holzfassade montiert wird. Weil die äußerste Schicht eine hinterlüftete Konstruktion ist, wird sie für die u-Wert Berechnung nicht angesetzt.

Ebenfalls erwähnenswert ist der Hinweis, dass wir uns den Idealquerschnitt der Außenwand anschauen, indem wir uns die Dämmebene herausnehmen. Die Ebene, in der die senkrechten Stiele (Stützen) stehen, ist der Dämmwert schlechter, weil das Holz im Vergleich zu der Zellulose nicht so gut dämmt. In der Berechnung über die gesamte Wand würde der Stielanteil mit ca. 10% angesetzt und entsprechend berücksichtigt werden.

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Wandaufbau

Holzrahmenaußenwand-Aufbau in der DämmebeneDicke in mlambda in W/(mK)
Gipskartonplatte0,01250,25
OSB-Platte (Grobspanplatte)0,0120,13
Zellulose0,240,04
Holzfaserplatte0,0150,09

Wärmedurchlasswiderstand
R = 0,0125/0,25 + 0,012/0,13 + 0,24/0,04 + 0,015/0,09 = 6,309 (m²K)/W

Wärmedurchgangswiderstand
RT = 0,13 + 6,309 + 0,04 = 6,479 (m² K)/W

Wärmedurchgangskoeffizient
U = 1/ 6,479 = 0,154 W/(m²K)

Neue Rechnung

Ersetzen wir die Zellulose durch eine Mineralwolle der Wärmeleitgruppe (WLG) 035.
Was ändert sich?

Wärmedurchlasswiderstand
R = 0,0125/0,25 + 0,012/0,13 + 0,24/0,035 + 0,015/0,09 = 7,166 (m²K)/W

Wärmedurchgangswiderstand
RT = 0,13 + 7,166 + 0,04 = 7,336 (m² K)/W

Wärmedurchgangskoeffizient
U = 1/ 7,336 = 0,136 W/(m²K)

Dämmt man mit Steinwolle, so errechnet sich ein U-Wert von 0,136 W/(m²K) und entsprechend zur Zellulosedämmung eine Differenz von 0,154 W/(m²K) - 0,136 W/(m²K) = 0,018 W/(m²K).

Wie groß ist der tatsächliche Vorteil der Mineralfaser?

Dieser Frage gehen wir im nächsten Beitrag nach.

• 2 Kommentare

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Auf dem Weg zu unserem u-Wert haben wir bislang die Wärmeleitfähigkeit kennen gelernt, die durch die unten stehenden Kenndaten noch ergänzt wird.

Der Wärmedurchlasswiderstand R in (m²K)/W bezeichnet den Widerstand, den ein Bauteil der Dicke d (d=d1+d2+d3+d4…) in (m) dem Wärmestrom entgegenstellt.
R = d1/λ1 + d2/λ2 + d3/ λ3 …

Der Wärmeübergangswiderstand Rs ist der Kehrwert (1/R ) in (m² K)/W und bezeichnet den Widerstand, den der Wärmestrom beim Übergang von der Luft in den festen Baustoff (innen 1/ Rsi) bzw. vom Baustoff in die Luft (außen 1/ Rse) überwinden muss. Bei horizontalen Schichten, z.B. der Außenwand, wird für Rsi 0,13 und für Rse 0,04 angesetzt.

Und zu guter letzt benötigen wir noch den Wärmedurchgangswiderstand RT in (m² K)/W, der den Gesamtwiderstand angibt, den ein Bauteil dem Wärmestrom entgegenstellt.
RT = Rsi + R1 + R2 +…+ Rse
Er kennzeichnet die Wärmedämmfähigkeit eines Bauteils im eingebauten Zustand.

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Nun haben wir alle wichtigen Werte zusammen, um den U-Wert zu berechnen, der übrigens Wärmedurchgangskoeffizient U in W/(m²K) heißt und der Kehrwert des Wärmedurchgangswiderstandes ist.
U= 1/ RT

Auch hier gilt: Je kleiner, desto besser!

Beispielwerte von Wandaufbauten

Beispielwerte von WandaufbautenU-Wert in W/(m²K)
Außenwand aus Beton ohne Wärmedämmung 25 cm 3,3
Außenwand aus Mauerziegeln 24 cm ca. 1,5
Außenwand aus Mauerziegeln 36,5 cm ca. 0,8
Außenwand aus Mauerziegeln (36,5 cm) mit WDVS 49 cm ca. 0,32
Außenwand Holzrahmenbau, wohnungstypischer Aufbau 25 cm 0,15-0,20
Außenwand aus Massivholz (ohne Wärmedämmung) 20,5 cm 0,5

Bestimmt können Sie nun nachvollziehen, warum ich nicht von jeder Außenwand-Variante den U-Wert im Kopf haben kann.

Im nächsten Beitrag rechnen wir gemeinsam einen beispielhaften Außenwand-Aufbau durch.