Was ist Wärmeleitfähigkeit?
Die auf der Erde vorhandene Wärme durchdringt auf natürliche Weise immer das umgebende Material. Die Geschwindigkeit, mit der die Wärme das Material durchdringt, hängt jedoch von der Geschwindigkeit des Wärmeflusses ab, die wiederum von der Beschaffenheit des Materials abhängt. Die Wärmeleitfähigkeit, auch Wärmeübergangszahl genannt, ist ein Maß dafür, wie schnell die Wärme durch ein Material fließt. Daraus lässt sich ableiten, ob ein Material zur Wärmedämmung geeignet ist.
In der Bauphysik ist ein sehr wichtiger Begriff der Wärmestrom, der proportional zur Temperaturdifferenz, dem Querschnitt senkrecht zur Richtung des Wärmestroms und einem Leitwert ist. Dieser Faktor wird als Wärmeleitfähigkeit bezeichnet und drückt aus, wie viel Wärme pro Zeiteinheit durch ein Material mit einer Einheitsdicke und einer Einheitsfläche senkrecht zur Strömungsrichtung unter dem Einfluss einer Einheitstemperaturdifferenz fließt.
Die Wärmeleitfähigkeit wird mit λ (Lambda) bezeichnet und in W/(mK) angegeben.
Die Wärmeleitfähigkeiten der im Bauwesen verwendeten Materialien variieren in einem weiten Bereich (von Isolierschäumen = 0,03 W/mK bis Aluminium = 200 W/mK).
Ansonsten ist ein Grad Kelvin genau dasselbe wie ein Grad Celsius, aber in der Physik ist Kelvin die gebräuchlichste Maßeinheit.
Der Wärmedurchgangskoeffizient ist keine konstante Zahl. Er hängt von der Temperatur des Materials ab, die in normalen Konstruktionsfällen irrelevant ist.
Die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen mit lockerer Struktur hängt vom Feuchtegehalt ab, also indirekt von der Bautechnik, der Witterung und den Nutzungsbedingungen. Diese lockereren Materialien sind auch anfällig für Kompression oder Stauchung durch Last oder Eigengewicht, was ebenfalls zu einer Erhöhung des Wärmeleitkoeffizienten führt.
Warum ist das Konzept der Wärmeleitfähigkeit im Bauwesen wichtig?
Gut gedämmte Gebäude verbrauchen weniger Energie, sind luftdicht und haben daher geringe Wärmeverluste. Die Dämmung trägt dazu bei, die Temperatur im Gebäude angenehm zu halten und die Heiz- und Kühlkosten zu senken.
Die Dämmleistung ist eine wichtige Eigenschaft, die bei der Auswahl der Materialien berücksichtigt werden sollte. Eine gute Dämmung hilft, Energie zu sparen und eine angenehme Temperatur zu erhalten.
Die Verwendung von Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit ist ein wichtiger Aspekt in der Architektur und bei der Dämmung, da sie Wärmeverluste oder -gewinne wirksam verhindern. Je niedriger die Wärmeleitfähigkeit, desto weniger Wärme entweicht oder dringt in ein Gebäude ein, was die Energieeffizienz und den Komfort erhöht.
Energieeffizientes Bauen und Sanieren: Warum ist die Wärmeleitfähigkeit ein wichtiger Faktor bei der Dämmung?
Die vielleicht wichtigste Eigenschaft eines Dämmstoffes ist seine Wärmeleitfähigkeit. Je niedriger die Wärmeleitfähigkeit oder der Wärmedurchgangskoeffizient eines Materials ist, desto besser sind seine Dämmeigenschaften.
Wärme fließt immer in Richtung der niedrigeren Temperatur. Je besser die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto besser kann sie das tun. Das bedeutet wiederum, dass die Dämmwirkung umso besser ist, je schlechter die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffes ist.
Jedes Material mit einem Lambda-Wert von weniger als 0,1 W/(mK) gilt als Dämmstoff. Der Lambda-Wert der heute üblichen Dämmstoffe liegt zwischen 0,025 und 0,04 W/(mK).
Wie gestaltet sich die Wärmeleitfähigkeits-Tabelle?
Wärmeleitfähigkeit Dämmung: Wie funktioniert das?
Wovon hängt die Wärmeleitfähigkeit eigentlich ab? Der entscheidende Faktor ist die Luftmenge im Material – das lässt sich am Beispiel einer Jacke verdeutlichen. Im Material ist viel Luft eingeschlossen, so dass die Jacke gut wärmt. Wird die Jacke nass, befindet sich statt Luft viel Wasser im Material. Wasser leitet die Wärme viel besser als Luft, so dass die wärmende Wirkung der Jacke verloren geht.
Das gleiche Prinzip gilt für Dämmstoffe. Dämmstoffe isolieren, weil das Material viele Poren hat, in denen Luft eingeschlossen ist. Je mehr Luft im Material eingeschlossen ist, desto weniger Material steht für die Wärmeübertragung zur Verfügung.
Im Allgemeinen gilt, dass Materialien mit einer höheren Dichte eine höhere Wärmeleitfähigkeit haben, während Materialien mit einer geringeren Dichte und lose – faserige oder poröse – Materialien eine geringere Wärmeleitfähigkeit haben.
Was ist der Unterschied zwischen Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchgangskoeffizient und Wärmedurchlasswiderstand?
Für den Laien besteht kein großer Unterschied zwischen der Wärmeleitfähigkeit und dem Wärmedurchgangskoeffizienten, aber wenn man sich die beiden Formeln ansieht, spricht man im Fall der Wärmeleitfähigkeit vom Erwartungswert der thermischen Eigenschaft eines Baustoffes oder Produktes. Die Maßeinheit ist (W/mK).
Das Vorzeichen der Wärmeleitfähigkeit ist λ (Lambda), gemessen in W/(mK).
Je niedriger die Wärmeleitfähigkeit eines Dämmstoffes ist, desto besser ist seine Wärmedämmleistung.
Wärmedurchgangskoeffizient (U): Ein spezifischer Wert für eine Gebäudekonstruktion.
Der Wärmedurchgangskoeffizient (d. h. U) gibt an, wie viel Wärmeenergie pro Flächeneinheit und pro Zeiteinheit von einem wärmeren zu einem kälteren Ort fließt. Mit anderen Worten, wie viel Energie pro Quadratmeter Oberfläche pro Sekunde bei einem Temperaturunterschied von einem Grad Celsius verloren geht. Dieser Wert wird in W/m2K gemessen, und je niedriger er ist, desto weniger Wärme verlässt (oder betritt) das Haus und desto besser sind die Wärmedämmeigenschaften der Konstruktion.
Dies ist das Ergebnis eines komplexen Prozesses von Wärmeübertragung und Wärmeleitung (Wärmedurchgang = Wärmeübertragung + Wärmeleitung), wobei die Wärmeleitung in Festkörpern und die Wärmeübertragung zwischen der Oberfläche und der Luft stattfindet.
Die beste Möglichkeit, die Wärme im Haus zu halten, besteht darin, so wenig Wärme wie möglich nach außen entweichen zu lassen. Die Menge der Wärme, die entweicht, kann jedoch durch den so genannten Wärmedurchgangskoeffizienten bestimmt werden. Er spielt in vielen Bereichen eine Rolle, nicht nur im Bauwesen.
Der Wärmedurchlasswiderstand (R) ist ein Maß für das Wärmedämmvermögen eines Materials und gibt an, inwieweit das Material die Wärmeübertragung hemmen kann. Die Maßeinheit für den R-Wert ist m²K/W.
Der R-Wert gibt den Widerstand eines Dämmstoffes gegen den Wärmestrom an. Je höher der R-Wert, desto besser ist die Wärmedämmung.
Der R-Wert hängt von der Materialart des Dämmstoffes, seiner Dicke und nicht zuletzt von seiner Rohdichte ab. Wenn Sie beim Einbau dickere Materialien wählen, sparen Sie Energie und Geld, da weniger Wärme nach außen entweicht.
Der Wärmedurchlasswiderstand einer Konstruktion ist gleich der Summe der Wärmedurchlasswiderstände der einzelnen Schichten der Konstruktion.