Was ist der U-Wert bzw. Wärmedurchgangskoeffizient?

Der Wärmedurchgangskoeffizient – oder U-Wert – macht den Wärmeschutz von (Außen)bauteilen vergleichbar. So ermöglicht der Wert eine entsprechende Einordnung der Konstruktion.

Der U-Wert in aller Kürze:

Frage: Was ist der U-Wert?

Antwort: Der U-Wert gibt den Wärmedurchgang durch ein Bauteil an. Dabei berücksichtigt er unter anderem die Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Materialien sowie deren Schichtdicken.

Grundsätzlich gilt: Je niedriger der U-Wert, desto besser ist die Wärmedämmung der Konstruktion und desto energieeffizienter ist ein Gebäude.

Frage: Warum ist der U-Wert wichtig?

Antwort: Mit dem U-Wert kann der Wärmeschutz eines Gebäudes bzw. Bauteils bewertet werden. Ein niedriger U-Wert bedeutet geringere Wärmedurchgänge – und somit in der Regel einen niedrigeren Heizbedarf und mehr Wohnkomfort.

Frage: Wie hängen Dämmung und U-Wert zusammen?

Antwort: Der U-Wert betrachtet den Wärmeschutz aller Schichten eines Bauteils, also zum Beispiel Putz, Mauerwerk und Dämmung einer Außenwand. Die Dämmung hat im Vergleich zu den anderen Schichten eine geringere Wärmeleitfähigkeit und wirkt sich daher besonders positiv auf den U-Wert aus, senkt diesen also.

Schnell zu:

  1. U-Wert beim Bauen
  2. U-Wert – einfach erklärt
  3. Relevanz eines guten Wärmedurchgangskoeffizienten
  4. U-Wert: Die Formel und ihre Bestandteile
  5. Gesetzliche Vorgaben: Gebäudeenergiegesetz
  6. Einflussfaktoren U-Wert
  7. FAQs

U-Wert beim Bauen

Wer ein Gebäude baut oder saniert, stößt schnell auf einen zentralen Begriff der Bauphysik: den U-Wert. Früher kannten Fachleute diesen Wert auch unter der Bezeichnung k-Wert. Heute sprechen Architekten, Handwerker und Energieberater einheitlich vom Wärmedurchgangskoeffizienten oder eben dem U-Wert. 

Er bildet die Grundlage für die energetische Bewertung von Außenbauteilen, die beheizte Innenräume entweder von den Bereichen außerhalb eines Gebäudes oder aber unbeheizten Innenräumen abgrenzen. Typische Beispiele hierfür sind Wände, Dach, Decken oder Bodenplatte.

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Was ist der U-Wert – einfach erklärt?

Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) gibt an, wie viel Wärme durch ein bestimmtes Bauteil geht, wenn es auf der einen Seite kälter ist als auf der anderen. Er ist das wichtigste Maß, um den Wärmeschutz von Außenbauteilen, wie zum Beispiel Wänden, Dächern, Fenstern und Türen zu beurteilen.

Stellen Sie sich an einem kalten Wintertag vor Ihr Haus. Im Inneren der Räume heizen Sie auf behagliche 20 Grad Celsius. Draußen herrschen frostige Temperaturen um den Gefrierpunkt. Die Wärme aus dem Inneren sucht sich nun automatisch ihren Weg nach draußen. Die Wände, das Dach und die Fenster stellen sich diesem Wärmestrom entgegen.

Genau hier kommt der U-Wert ins Spiel. Er betrachtet den Wärmestrom, der durch einen Quadratmeter (1 m²) der Schichten eines Bauteils fließt, wenn der Temperaturunterschied zwischen den beiden Oberflächen (z. B. innen und außen) konstant ein Kelvin beträgt. Ein Kelvin entspricht einem Grad Celsius.

Die Maßeinheit für den U-Wert lautet Watt pro Quadratmeter und Kelvin, abgekürzt W/(m²K).

Für Sie als Bauherr oder Handwerker gilt eine einfache Faustregel: Je niedriger der U-Wert eines Bauteils ist, desto besser ist seine Wärmedämmung. Ein niedriger U-Wert bedeutet, dass nur sehr wenig Wärme durch die Wand oder das Dach entweicht. Das spart Heizkosten, schont die Umwelt und sorgt für ein angenehmeres Wohnklima. Ein hoher U-Wert hingegen zeigt an, dass das Bauteil viel Wärme durchlässt. Unbehandelte, alte Betonwände oder einfach verglaste Fenster weisen beispielsweise einen sehr hohen U-Wert auf.

Der U-Wert betrachtet immer das gesamte Bauteil mit all seinen einzelnen Schichten. Eine moderne Außenwand besteht selten aus nur einem Material. Sie setzt sich aus dem Innenputz, dem eigentlichen Mauerwerk, der Wärmedämmung und dem Außenputz oder einer Klinkerfassade zusammen. All diese Schichten beeinflussen gemeinsam den U-Wert der gesamten Wand.

Wofür ist der Wärmedurchgangskoeffizient wichtig?

Die Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenbauteile entscheiden maßgeblich über die Energieeffizienz eines Gebäudes. Angesichts steigender Energiepreise und geltender Klimaschutzanforderungen spielt die energetische Qualität eines Hauses eine wesentliche Rolle.

  1. In einem Gebäude mit fachgerecht gedämmten Außenwänden und Dach sowie modernen Fenstern sinkt der Heizbedarf im Vergleich zu einem Altbau in der Regel deutlich – bei gleichzeitig höherem Wohnkomfort. Die Wärme bleibt dort, wo sie hingehört: in Ihren Wohnräumen.
  2. Weniger Heizen senkt zudem den CO2-Ausstoß. Das ist ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz.
  3. Energieeffizientes Bauen und Sanieren trägt zum Wert Ihrer Immobilie bei. Käufer und Mieter achten heute sehr genau auf den Energieausweis eines Hauses. Ein Gebäude mit guten U-Werten erzielt auf dem Markt in der Regel deutlich höhere Preise und lässt sich leichter vermieten. Investitionen in eine hochwertige Wärmedämmung können sich daher nicht nur über die eingesparten Energiekosten amortisieren, sondern auch über die Wertsteigerung des Objekts.

Wie berechnet man den U-Wert? Die Formel und ihre Bestandteile

Die Berechnung des U-Wertes erfordert physikalisches Verständnis und genaue Kenntnisse der verwendeten Materialien. Bauprofis nutzen für die exakte U-Wert-Berechnung oftmals spezielle Software oder einen U-Wert-Rechner. Trotzdem kann es sinnvoll sein, die grundlegende Formel zu verstehen.

Der U-Wert ist der Kehrwert des sogenannten gesamten Wärmedurchgangswiderstands (RT).

Die grundlegende Formel lautet: U = 1 / RT

Um diese Formel anzuwenden, müssen Sie zunächst den gesamten Wärmedurchgangswiderstand (RT) des Bauteils ermitteln. Dieser Wert setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Jede Schicht eines Bauteils hat einen eigenen Wärmedurchlasswiderstand (R-Wert). Dazu addieren Sie noch die Wärmeübergangswiderstände an der inneren und äußeren Oberfläche des Bauteils (Rsi und Rse).

Die Formel für den gesamten Widerstand lautet also: RT = Rsi + R1 + R2 + R3 + ... + Rse

Im Folgenden erklären wir die einzelnen Fachbegriffe Schritt für Schritt.

Der Lambda-Wert (λ-Wert)

Alles beginnt mit der Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Materialien, dem sogenannten Lambda-Wert (λ-Wert). Der Lambda-Wert gibt an, wie gut ein bestimmtes Material Wärme leitet. Er wird in der Einheit W/(mK) gemessen. Auch hier gilt: Je kleiner der Wert, desto besser dämmt das Material.

Metalle haben beispielsweise einen sehr hohen Lambda-Wert (die Wärmeleitfähigkeit von Baustahl beträgt zum Beispiel circa 50-60 W/mK). Sie leiten Wärme extrem schnell weiter. Deshalb fühlt sich ein Stück Metall auch kalt an, wenn Sie es berühren. Es entzieht Ihrer Hand sofort die Wärme. Hochwertige Dämmstoffe wie Steinwolle haben hingegen einen sehr niedrigen Lambda-Wert (oft zwischen 0,033 und 0,040 W/(mK) (Bemessungswert)). Sie schließen viel ruhende Luft ein, und Luft ist ein hervorragender Isolator.

Der Wärmedurchlasswiderstand (R-Wert)

Aus dem Lambda-Wert und der Dicke der jeweiligen Materialschicht berechnen Sie den Wärmedurchlasswiderstand (R-Wert) einer einzelnen Schicht. Die Formel dafür ist einfach: R = d / λ (Dicke geteilt durch Lambda-Wert).

Die Dicke (d) geben Sie in Metern an. Wenn Sie also eine 14 Zentimeter dicke Dämmung aus Steinwolle verwenden, rechnen Sie mit 0,14 Metern. Teilen Sie diese 0,14 Meter durch den Lambda-Wert der Steinwolle (zum Beispiel 0,035), erhalten Sie den R-Wert für diese spezielle Schicht (in diesem Fall 4,0 m²K/W).

Das bedeutet: Wenn Sie die Dämmschicht dicker machen, steigt der R-Wert, der Widerstand gegen den Wärmedurchgang wird größer. Wenn Sie ein Material mit einem niedrigeren (besseren) Lambda-Wert wählen, steigt der R-Wert ebenfalls.

Wärmeübergangswiderstand (Rsi und Rse)

Neben den Materialschichten selbst bremst auch die Luftschicht direkt vor und hinter dem Bauteil den Wärmestrom ein wenig. Die Norm DIN EN ISO 6946 definiert hierfür feste Werte. Für Außenwände beträgt der innere Wärmeübergangswiderstand (Rsi) 0,13 m²K/W. Der äußere Wärmeübergangswiderstand (Rse) liegt bei Außenwänden meist bei 0,04 m²K/W.

Praktisches Beispiel zur U-Wert-Berechnung

Zur Veranschaulichung eignet sich eine einfache Wand. Sie besteht von innen nach außen aus vier Schichten:

  1. Innenputz (Dicke: 0,015, Lambda: 0,70) -> R = 0,021
  2. Ziegelmauerwerk (Dicke: 0,240, Lambda: 0,40) -> R = 0,600
  3. ROCKWOOL Steinwolle Dämmung (Dicke: 0,160, Lambda: 0,035) -> R = 4,571
  4. Außenputz (Dicke: 0,020, Lambda: 1,00) -> R = 0,020

Wir addieren alle R-Werte der Schichten sowie die Übergangswiderstände (Rsi = 0,13 und Rse = 0,04): RT = 0,13 + 0,021 + 0,600 + 4,571 + 0,020 + 0,04 = 5,382 m²K/W.

Nun berechnen wir den U-Wert als Kehrwert: U = 1 / 5,382 = 0,185 W/(m²K).

Dieser Wert von rund 0,19 W/(m²K) ist ein guter Wert für eine Außenwand. Er zeigt eindrucksvoll, welch zentrale Rolle die Dämmschicht spielt. Ohne die 16 Zentimeter Steinwolle läge der Gesamtwiderstand RT nur bei etwa 0,811 m²K/W. Der U-Wert der ungedämmten Wand läge dann lediglich bei 1,23 W/(m²K). Durch die Dämmung reduzieren Sie den Wärmedurchgang der Wand also um fast 85 Prozent.

Gesetzliche Vorgaben: Das Gebäudeenergiegesetz (GEG)

In Deutschland gibt es gesetzliche Vorgaben, um die Energieeffizienz des Gebäudebestands zu sichern. Früher regelte dies die Energieeinsparverordnung (EnEV), heute ist es das Gebäudeenergiegesetz, kurz GEG. Zukünftig wird es das Gebäudemodernisierungsgesetz (GMG oder GModG) sein.

Das Gebäudeenergiegesetz definiert klare Höchstwerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten einzelner Bauteile. Wenn Sie einen Neubau planen, betrachtet das Gesetz meist die energetische Qualität des gesamten Gebäudes. Wenn Sie einen Altbau sanieren und mehr als zehn Prozent der Fläche eines Bauteils erneuern, gelten auch hier die Vorgaben des GEG.

Vorgaben U-Wert im GEG

Für Außenwände schreibt das GEG bei einer Sanierung aktuell einen maximalen U-Wert von 0,24 W/(m²K) vor. Ein U-Wert von 0,24 ist also nicht nur ein „guter U-Wert“, sondern die gesetzliche Mindestanforderung. Bei Schrägdächern mit Dachdeckung und der obersten Geschossdecke liegt der geforderte Höchstwert ebenfalls bei 0,24 W/(m²K). Bei Flachdächern mit Abdichtung beträgt er 0,20 W/(m²K). Für neue Fenster fordert das Gesetz einen U-Wert von maximal 1,30 W/(m²K) bzw. 1,40 W/(m²K) bei Dachflächenfenstern.

Vorgaben U-Wert für Fördermittel

Diese gesetzlichen Vorgaben sind Mindeststandards. Wer vorausschauend plant, dämmt oft besser als gesetzlich vorgeschrieben. Das rechnet sich langfristig durch noch geringere Heizkosten. Zudem vergibt der Staat über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) Zuschüsse, wenn Sie bestimmte U-Werte erreichen. Für geförderte Außenwände ist meist ein U-Wert von 0,20 W/(m²K) erforderlich, für geförderte Dachdämmungen ein U-Wert von 0,14 W/(m²K). Eine Dämmung mit ROCKWOOL Steinwolle eignet sich in der Regel ideal, um diese Werte zu erreichen.

Mehr dazu lesen Sie in unserem Kapitel zur Förderung.

Welche Einflussfaktoren verändern den U-Wert?

Damit eine Wärmedämmung wie erwartet funktioniert, ist es entscheidend, dass sie fachgerecht geplant und verarbeitet wird. Aspekte wie der Feuchteschutz der Konstruktion, die Luftdichtheit, der saubere Zuschnitt der Dämmung und der lückenlose sowie fugenfreie Einbau spielen hier eine Rolle. Fehler können zu Bauschäden führen und die Effektivität der Dämmung vermindern.

Wissenswertes zu diesem Thema finden Sie in unserem Artikel "Dämmung: Funktion, Vorteile und Anwendung".

Möglicher Einfluss mechanischer Befestiger auf den U-Wert

Auch mechanische Befestiger, die die Dämmschicht durchdringen, also zum Beispiel Schrauben oder Dübel, können den U-Wert beeinflussen. Sie bestehen meist aus Material, das eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit als die Dämmung aufweist. Außerdem unterbrechen sie die durchgehende Dämmschicht und können so zu einem erhöhten Wärmeabfluss führen.

Um den Einfluss dieser Befestiger möglichst gering zu halten, können Sie auf folgendes achten:

  • Wählen Sie Befestiger mit möglichst niedriger Wärmeleitfähigkeit
  • Bauen Sie Befestiger möglichst versenkt ein – ein Beispiel sind WDVS-Dübel, die mit Dämmstoff überdeckt werden
  • Reduzieren Sie die Anzahl der Befestiger soweit möglich oder entscheiden Sie sich für eine Lagesicherung ohne Befestiger (zum Beispiel durch Verklebung)

FAQs – häufige Fragen zu U-Wert bzw. Wärmedurchgangskoeffizient

Was ist ein guter Wärmedurchgangskoeffizient?
Ist ein U-Wert von 0,24 gut?
Wie lautet die Formel für die Berechnung des U-Werts?

Mehr aus unserem Lexikon:

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Lexikon: Lambda-Wert

Der Lambda-Wert beschreibt die Wärmeleitfähigkeit eines Baustoffes. Je geringer diese ist, desto besser ist die Dämmwirkung eines Materials.

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Lexikon: Dämmung

Das Wort „dämmen“ bedeutet grundsätzlich so viel wie isolieren, dämpfen oder abschirmen. Im Zusammenhang mit dem Bauen und Sanieren von Gebäuden wird eine Dämmung unter anderem zur Verbesserung des Wärmeschutzes eingesetzt.

20180306 RW-CWE-D PHO 143
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Lexikon: Steinwolle

Steinwolle besteht größtenteils aus Gesteinsarten vulkanischen Ursprungs wie Basalt. Als Dämmstoff kann Steinwolle sowohl für die Dämmung der Gebäudehülle als auch im Innenausbau und der Haustechnik verwendet werden. Dämmstoffe aus Steinwolle sind hoch wärmedämmend, nichtbrennbar, absorbieren Schall, sind langlebig und recycelbar.