Wärmeleitfähigkeit

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Wärmeleitung (auch Wärmediffusion, Konduktion) beschreibt den Wärmestrom in einem Feststoff - bei vorhandenen Temperaturunterschieden.

Die Wärmeleitfähigkeit (WLF) ist die Materialkonstante vom Wärmestrom.

Die Wärmeleitfähigkeit ist primär abhängig von Porigkeit, Wassergehalt und Dichte. Im Umkehrschluss: je leichter, luftiger und trockener ein Stoff, desto geringer die Wärmeleitung.

Sie wird ausgedrückt in der Wärmeleitzahl λ (gesprochen: Lambda, auch λ-Wert)

    [W/(m·K)]

Die Einheit gibt an, welche Wärmemenge (Watt) pro Stunde durch 1 m² eines 1 m dicken Materials, bei einer Temperaturunterschied von 1 Kelvin (1 K ~ 1 °C) übertragen wird.

Gute Wärmedämmstoffe zeichnen sich (neben anderen Faktoren) durch einen möglichst kleinen λ-Wert aus.

Die Wärmeleitzahl (λ-Wert) ist Basis für die U-Wert-Berechnung von Bauteilen:

Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit

Bemessungswerte für Baustoffe, Bauarten und Bauteile sind in der DIN 4108-4 gelistet.
Die Bemessungswerte speziell für Dämmstoffe errechnen sich aus dem Nennwert und einem Zuschlagswert: je nach Dämmstofftyp gestaffelt von 3 bis 23%.
Die Zuschlagswerte berücksichtigen unter anderem Einflüsse der Temperatur, Ausgleichsfeuchte, Schwankungen der Stoffeigenschaften und Alterung der Produkte.

Wärmeleitfähigkeitsstufe für Dämmstoffe

Die Wärmeleitfähigkeitsstufe (WLS) - auch Wärmeleitstufe genannt - leitet sich ab aus den Bemessungswerten λB (s. u.).
Sie entspricht den ersten 3 Ziffern nach dem Komma. Beispiel:

λB 0,036 W/(m·K)    entspricht    WLS 036
Dabei wird vorausgesetzt, dass der Bemessungswert kleiner als 1 ist, da nur Dämmstoffe Wärmeleitstufen zuordnet werden.

Die Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) - auch Wärmeleitgruppe genannt - ist eine auslaufende Begrifflichkeit.
Die rundende Gruppenzuordnung entspricht den auf 5 gerundeten (gruppierten) Wert. Entsprechung am Beispiel oben: "WLG 035".


Rückblick

Für die Ermittlung der wärmeschutztechnischen Eigenschaften von Bauteilen wurden in der Vergangenheit (s. WSVO) sog. "Rechenwerte" angewandt, z. B. für die Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen oder den Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern. Diese Rechenwerte waren den einschlägigen technischen Regeln z. B. DIN 4108-4 oder dem Bundesanzeiger zu entnehmen. Die Werte im Bundesanzeiger wurden aus den Messwerten ermittelt, die in der Produktion verwendet wurden. Der bisherige Rechenwert wandelte im Kontext europäischer Normungen zum "Bemessungswert".

Änderung zum März 2017

Auf Grund des Urteils des EuGHs entfällt die in Deutschland bis dahin übliche Kategorisierung I + II für Dämmstoffe. Die Unterscheidung von Kategorie I (CE-Zeichen) und Kategorie II (CE- + Ü-Zeichen) verschaffte den fremdüberwachten und vom DIBt zugelassenen Produkten einen nachvollziehbaren Vorteil (s. Tabelle unten).
Mit Einführung der DIN 4108-4:2017-03 wurde diese Unterscheidung gestrichen.

Rückblick auf die 2 Kategorien bzw. Ü-Kennzeichnung

Die DIN 4108-4:2013-02 (abgelöst im März 2017, s.o.) unterschied (bei Wärmedämmstoffen) verschiedene Sicherheitszuschläge in zwei Kategorien:

Einheit Benennung Verfahren Messparameter Sicherheits-zuschlag
Kategorie I
CE-Kennzeichnung
λD Nennwert (Declarevalue) statistisches Mittel auf Grundlage täglicher Eigenüberwachung des Herstellers
Basis: baurechtlich eingeführte EN-Reihe
(s. Dämmstoff-Produktnormen)
Ausgleichsfeuchte im Normklima
23 °C / 50% rLf
~ 23% 1)
Kategorie II
CE- & Ü-Kennzeichnung
λgrenz Grenzwert darf nicht überschritten werden, fremdüberwacht durch
unabhängiges, anerkanntes Institut
Basis: zusätzl. allg. deutsche Zulassung
Klima 23 °C / 80% rLf ~ 7%
λ Bemessungswert ermittelt aus Nenn- oder Grenzwert mit dem jeweiligen Sicherheitsaufschlag.
Den Herstellern von Wärmedämmstoffen steht die Verfahrenswahl frei.

1) genaue Tabellenwerte sind in der DIN 4108-4:2013-02 abgelegt.

Nennwert vs Grenzwert

Um dem deutschen Sicherheitsniveau von Baustoffen besser zu entsprechen hatte das DIBt neben der CE-Kennzeichnung noch eine "Restzulassung" (alter Tage) und damit verbundener Fremdüberwachung der Produkte, für den Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit ermöglicht:
Alle Dämmstoffe die zusätzlich zur europäischen Normerfüllung (CE-Kennzeichnung) eine in Deutschland gültige allgemein bauaufsichtliche Zulassung für den Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit besaßen, hielten den produktabhängigen "Grenzwert" ein, wie er für Produkte der Kategorie II nach DIN 4108-4 ermöglicht bzw. festgelegt war.
Dabei wurden die Produkte durch ein unabhängiges und akkreditiertes Institut fremdüberwacht (s. Ü-Zeichen). Auf Grund des strengeren Kontrollmechanismus wurde die festgestellte Wärmeleitfähigkeit mit einem deutlich geringerem Sicherheitsfaktor von lediglich ~ 1,05 beaufschlagt (s. Tabelle).

Demnach lieferte die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) für die Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit einen Vorteil gegenüber der alleinigen Erfüllung europäischer Norm. Daher waren fast alle in Deutschland gebräuchlichen Dämmstoffe zusätzlich mit einer abZ versehen und trugen neben dem CE-Zeichen entsprechender europäischen Norm (EN 131xx) auch das Ü-Zeichen mit der Zulassungsnummer.

Siehe auch

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