Wer sich mit Energiestandards und energieeffizentem Bauen beschäftigt, wird ziemlich schnell mit dem U-Wert konfrontiert: Der Wärmedurchgangskoeffizient, abgekürzt mit U für unit of heat transfer, Einheit des Wärmedurchgangs.

Ein U für ein k

Während meines Bauingenieurstudiums galt noch der k-Wert: k wie Wärmedurchgangskoeffizient, der später vom U-Wert abgelöst wurde und sich spätestens mit Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2002 etablierte. Also googeln wir mal den ominösen U-Wert, ein Laptop auf den Knien und Schneegestöber vor dem Fenster, gemütlich im warmen Wohnzimmer sitzend. Definitionen sind schnell gefunden, doch was bedeuten sie? Zurück zu unserem Zimmer: Wenn wir die Heizung ausschalten würden, bliebe es noch eine Weile warm, und zwar umso länger, je niedriger der U-Wert unserer Außenwand. Denn: Der U-Wert beschreibt, wie viel Wärme pro Quadratmeter Wandfläche nach draußen entschwindet, wenn die Temperatur draußen um ein Grad niedriger ist als drinnen.

Watt pro Quadratmeter und Kelvin

Die SI-Einheit des U-Wertes ist W/(m²·K). Schauen wir uns die beteiligten Größen mal genauer an:

  • Wärme = Wärmeenergie pro Zeiteinheit = physikalische Größe Leistung mit der Einheit W (Watt)
  • Fläche = 1 qm (Quadratmeter) Fläche eines Bauteils, z.B. Wand, Decke oder Dach
  • Temperaturunterschied von 1 Kelvin zwischen Innen- und Außenfläche eines Bauteils, wobei hier die Lufttemperatur gemeint ist und nicht die Temperatur an der Bauteiloberfläche
  • Kelvin ist die Maßeinheit für den Temperaturunterschied; 1 Kelvin entspricht 1 Grad Celsius

Voraussetzung für diese Definition und die Berechnung des U-Wertes sind stationäre Verhältnisse, d.h. vereinfacht, dass die Temperaturen über die Zeit konstant bleiben und sich so ein gleichbleibender Wärmestrom einstellt – ein eher theoretischer Zustand, ebenso wie die ideale, d.h. ebene, unendlich sich ausdehnende Wand.

Theorie und Praxis

Der U-Wert ist also ein theoretischer Wert, aber einer mit erheblicher praktischer Bedeutung. Er gibt die Wärmedämmeigenschaften eines Bauteils an, abhängig vom Aufbau – also den verschiedenen Schichten, aus denen z.B. eine Wand besteht, wie Mauerwerk, Dämmung und Putz, sowie deren Dicke. Nun besteht ein Bauwerk aber nicht aus idealen Wänden, sondern aus einem komplexen Zusammenspiel verschiedenster Baustoffe und Konstruktionen und die Übergänge dazwischen: Fenster und Wände, Dächer und Geschossdecken, Balkone, Bodenplatte und Erdreich – an diesen kritischen Punkten kann durch Wärmebrücken oder Undichtigkeiten zusätzlich Wärme verloren gehen. Bei ungünstigem Wandaufbau kann auch Feuchte in der Wand kondensieren. Das folgende Beispiel von Dr. Ralf Plags ziemlich genialer Webseite mit dem U-Wert-Rechner zeigt, worauf es ankommt:

temperaturverlauf-u-wert-net-außenwand-ralf-plag

„Diese Abbildung zeigt den Temperaturverlauf (schwarze Linie) bei einer Innentemperatur von 20°C und einer Außentemperatur von -10°C. Die Taupunkttemperatur kennzeichnet jene Temperatur, bei der Wasserdampf zu Tau- bzw. Kondenswasser kondensieren würde. Solange die Temperatur über der Taupunkttemperatur liegt, entsteht kein Tauwasser. Falls sich die Kurven berühren, fällt an diesen Stellen Tauwasser aus.“ Soweit das Zitat von Dr. Plag. Die vollständige Berechnung findet Ihr hier, nur soviel sei verraten: Diese Wand, die auch unsere Wohnzimmerwand sein könnte, hat einen U-Wert von 0,23 W/(m²·K).

In der Tat gibt es Bauteilkonstruktionen, wo die blaue und schwarze Linie sich kreuzen; vor allem bei der nachträglichen Innendämmung ist ein Tauwasserausfall kaum zu vermeiden. So kann eine gut gemeinte, aber schlecht geplante energetische Sanierung tatsächlich mehr schaden als nutzen – eine feuchte Wand dämmt schlechter und zieht Schimmelschäden an. Die Erfahrung eines Fachmanns ist durch nichts zu ersetzen, schreibt auch der Physiker Dr. Plag – allenfalls durch eine erfahrene Fachplanerin, findet die Autorin 🙂

Was sind „gute Werte“?

Für die Außenwände eines Passivhauses wird ein U-Wert von unter 0,15 W/(m²·K) angestrebt. Das liegt weit unter dem gesetzlich vorgeschriebenen Standard. Zum Vergleich einige Werte aus der Anlage 1 der Energieeinsparverordnung, entsprechend den Mindestanforderungen für ein Referenzgebäude:

  • Außenwand, Geschossdecke gegen Außenluft: U = 0,28 W/(m²·K)
  • Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte: U = 0,28 W/(m²·K)
  • Dach: U = 0,20 W/(m²·K)
  • Fenster: U = 1,30 W/(m²·K)

So dient der U-Wert auch dem Nachweis, ob ein Gebäude einen bestimmten Energiestandard erfüllt.

Mit der Sonne heizen, weniger dämmen

Ein rechnerisch niedriger U-Wert allein ist nicht alles – nicht einmal für Passivhaus-Verfechter. Denn ohne Sonne geht gar nichts. Erst recht nicht beim Sonnenhaus-Konzept, dessen Kernstück eine großzügig ausgelegte solarthermische Anlage ist. Dadurch kann es sich einen etwas höheren Heizwärmebedarf leisten und auf eine extreme Dämmung verzichtet. Auch hier ist der U-Wert eine unverzichtbare Kenngröße, um den verbleibenden Heizwärmebedarf zu ermitteln.

Regel der Technik oder Ideologie? Skeptiker stellen U-Wert in Frage

Wo eine Theorie ist – oder auch eine praktische, etablierte Erkenntnis –, da gibt es immer auch Skeptiker. Doch ehrlich gesagt erstaunt es mich, wie emotional man über den an sich unschuldigen U-Wert herfallen kann. So spricht Prof. Dr.-Ing. habil. Claus Meier von einer „U-Wert-Ideologie„. Und Dr. Peter Rauch meldet zumindest Zweifel an: Niedrigenergiehäuser würden „hingerechnet“, schreibt der promovierte Ingenieur auf seiner Webseite.

Wer den U-Wert in Frage stellt, stellt gleichzeitig die anerkannten Regeln der Technik in Frage, und auch die Wirksamkeit der Energieeinsparverordnung und vergleichbaren Gesetze in anderen Ländern. Doch bekanntlich lässt sich über alles streiten – oder lieber noch, zivilisiert diskutieren. Was denkt Ihr?

Grafik: Dr. Ralf Plag, www.u-wert.net

Fotoquelle: Sonnenplatz Großschönau

Unser Titelfoto kommt heute vom Sonnenplatz Großschönau, laut eigenen Angaben das 1. Passivhausdorf zum Probewohnen®. Dort könnt Ihr selbst ausprobieren, wie es sich in einem Haus mit extrem niedrigen U-Werten lebt.