Über den U-Wert von Bauteilen
Der sogenannte U-Wert, der den Begriff K-Wert abgelöst hat, ist im heutigen Bauwesen in aller Munde. Er steht für den Wärmedurchgangskoeffizienten und beschreibt den Wärmedurchlass eines Festkörpers, der sich zwischen unterschiedlich temperierten gasförmigen oder flüssigen Fluiden befindet. Konkret heißt das für das Bauwesen und die Wärmedämmeigenschaft eines Gebäudes: der U-Wert gibt an, wie viel Wärme ein festes Außenbauteil zwischen kälterer Außenluft und wärmerer Innenluft durchlässt.
Der U-Wert hat sich als Maß für die Klassifikation der Dämmqualität von Gebäuden etabliert. Er gibt den Wärmestrom pro m² Bauteilfläche und pro Kelvin Temperaturunterschied zwischen Außen- und Innenluft an, seine Einheit lautet dementsprechend W/m²K. Einen klaren Wert für ein Bauteil herauszubekommen, ist allerdings nicht ganz so trivial. Denn dabei müssen – sofern es sich nicht um eine glatte Wand aus homogenem Material handelt – folgende Faktoren einbezogen werden:
- die ggf. mehreren, geschichteten, unterschiedlichen Materialien
- die Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Materialien
- die Geometrie des Bauteils
Die wesentliche Kenngröße für die Berechnung des U-Werts von Bauteilen ist die Wärmeleitfähigkeit der beteiligten Materialien. Viele Außenbauteile bestehen aus mehreren unterschiedlichen Materialien, deren Wärmeleitfähigkeit anteilig mit einberechnet werden muss. Unterschiedliche Dicken und heterogene Oberflächen machen die Berechnung noch komplizierter und können oft – gerade von den Endnutzern – gar nicht mehr nachvollzogen werden. Deswegen gibt es Überschlagswerte für typische Außenbauteile in Bauteilkatalogen.
Spezifische Eigenschaften von Stahl
Die Wärmeleitfähigkeit ist im Gegensatz zum Wärmedurchgangskoeffizienten eine stoffeigene Eigenschaft und wird in W/mK angegeben – also unabhängig von den Dimensionen eines tatsächlichen Bauteils. Stahl hat eine feste Wärmeleitfähigkeit ? von 48 W/mK. Wenn Sie ein flaches Bauteil aus reinem Stahl haben, brauchen Sie für die Ermittlung des U-Wertes nur die Wärmeleitfähigkeit durch die Dicke des Bauteils zu dividieren. Ein glattes Stahlteil von 0,05 Metern Dicke hätte theoretisch also einen U-Wert von 48/0,05=960.
In Außenbauteilen kommt Stahl freilich nicht in reiner, massiver Form zum Einsatz. Stahltüren etwa, die als Sicherheits- und Schallschutz dienen und Gesamtdicken von um die 40 cm haben, bestehen im Kern hinter den stählernen Oberflächen häufig aus dämmenden Hinterfüllungen wie Mineralwolle oder Montageschaum und sind mit allerlei Versiegelungs- und Dichtungsmaterialien versehen, sodass sie auf U-Werte zwischen etwa 0,7 und 2,0 kommen.
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