Wärmedurchgang berechnen (U-Wert)
Berechnet den Wärmestrom durch ein Bauteil aus U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient), Fläche und Temperaturdifferenz.
Variablen-Erklärung
Wärmedurchgang – Formel und Bedeutung
Der Wärmedurchgang beschreibt den Wärmestrom durch ein mehrschichtiges Bauteil (Wand, Fenster, Dach), der sowohl Wärmeleitung als auch Wärmeübergang an den Oberflächen umfasst:
Q̇ = U · A · ΔT
| Größe | Symbol | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Wärmestrom | Q̇ | W | Wärmeverlust pro Sekunde |
| U-Wert | U | W/(m²·K) | Wärmedurchgangskoeffizient |
| Fläche | A | m² | Bauteilfläche |
| Temperaturdifferenz | ΔT | K | Tinnen − Taußen |
Typische U-Werte von Bauteilen
| Bauteil | U-Wert [W/(m²·K)] | Beschreibung |
|---|---|---|
| Außenwand – Bestand (ungedämmt) | 1,5–2,5 | Mauerwerk ohne Dämmung |
| Außenwand – Neubau (GEG) | 0,20–0,24 | Mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS) |
| Außenwand – Passivhaus | ≤ 0,10 | Hochgedämmte Konstruktion |
| Dach/oberste Decke – Bestand | 1,0–2,0 | Ungedämmt |
| Dach – Neubau (GEG) | ≤ 0,20 | Mit Zwischensparrendämmung |
| Fenster – Einfachverglasung | 5,0–6,0 | Alt, sehr schlechte Dämmung |
| Fenster – Zweischeiben-ISO | 1,0–1,3 | Standard, Argon-Füllung |
| Fenster – Dreischeiben | 0,5–0,8 | Passivhaus-Standard |
| Haustür | 1,0–2,0 | Je nach Ausführung |
| Bodenplatte (ungedämmt) | 0,6–1,0 | Beton auf Erdreich |
Berechnungsbeispiele
Beispiel 1: Wärmeverlust Außenwand
Ungedämmte Bestandswand: U = 1,8 W/(m²·K), A = 30 m², ΔT = 25 K (20 °C innen, −5 °C außen):
- Q̇ = 1,8 × 30 × 25 = 1.350 W = 1,35 kW
Beispiel 2: Gleiche Wand nach Sanierung
Nach WDVS-Sanierung: U = 0,22 W/(m²·K), A = 30 m², ΔT = 25 K:
- Q̇ = 0,22 × 30 × 25 = 165 W
- Einsparung: 1350 − 165 = 1185 W ≈ 88 % weniger Wärmeverlust
Beispiel 3: Gesamtwärmeverlust Einfamilienhaus
Einfamilienhaus, ΔT = 20 K (20 °C innen, 0 °C außen):
| Bauteil | U [W/(m²·K)] | A [m²] | Q̇ [W] |
|---|---|---|---|
| Außenwände | 0,24 | 120 | 576 |
| Dach | 0,18 | 80 | 288 |
| Fenster | 1,10 | 20 | 440 |
| Bodenplatte | 0,30 | 80 | 480 |
| Summe | – | – | 1.784 W ≈ 1,8 kW |
Zusammenhang U-Wert, R-Wert und Lambda
Der U-Wert ergibt sich aus dem Gesamtwärmewiderstand Rges: U = 1 / Rges
Rges = Rsi + Σ(d/λ) + Rse, wobei Rsi = 0,13 m²K/W (innen) und Rse = 0,04 m²K/W (außen) die Oberflächenwiderstände sind.