Wärmeleitfähigkeit

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Definition

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.

Wärmeleitfähigkeitsgruppe - Wärmeleitfähigkeitsstufe

Die Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) - auch Wärmeleitgruppe genannt - ist eine auslaufende Begrifflichkeit. Sie leitet sich aus dem rechnerischen Bemessungswert (s. u.) und entspricht den auf 5 gerundeten (gruppierten) Wert der ersten 3 Ziffern nach dem Komma. Beispiel: Ein λ-Wert von 0,035 W/mK entspricht "WLG 035". Dabei wird vorausgesetzt, dass der Bemessungswert kleiner 1 ist, da nur Dämmstoffe Wärmeleitgruppen zuordnet werden.

Aktuell: Diese rundende Gruppenzuordnung wird inzwischen abgelöst von der nachfolgend beschriebenen Wertermittlungen mit den jeweils genauen (3 Stellen hinter dem Komma, nicht gerundeten) Werten, der Wärmeleitfähigkeitsstufe (WLS) - auch Wärmeleitstufe:

Bemessungswerte für die Berechnung wärmeschutztechnischer Eigenschaften von Bauteilen

Für die Ermittlung der wärmeschutztechnischen Eigenschaften wurden in der Vergangenheit (entspr. alter Wärmeschutzverordnung) sog. "Rechenwerte" angewandt, z.B. für die Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen oder den Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern. Diese Rechenwerte waren entweder 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.

Im Kontext des europäischen Normenwerkes entspricht dieser Messwert noch dem Messwert in der Produktion. Der bisherige Rechenwert wurde durch die neue Normung zum sogenannten Bemessungswert. Dieser Bemessungswert soll das typische Verhalten eines Produktes im Einbauzustand beschreiben, d.h. er berücksichtigt sowohl die Alterung als auch die klimatypische praktische Bauteilfeuchte. [1]

Die DIN V 4108-4 unterscheidet nun (z.B. bei Wärmedämmstoffen) verschiedene Sicherheitszuschläge in zwei Kategorien:

Einheit Benennung Verfahren Messparameter Sicherheits-zuschlag
Kategorie I 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 λgrenz Grenzwert darf nicht überschritten werden, fremdüberwacht durch
unabhängiges, anerkanntes Institut
Basis: zusätzl. allgemeine deutsche Zulassung
Klima 23 °C / 80% rLf 7%
λ Bemessungswert 2) ermittelt aus Nenn- oder Grenzwert mit dem jeweiligen Sicherheitsaufschlag.
Den Herstellern von Wärmedämmstoffen steht die Verfahrenswahl frei.

1) genaue Tabellenwerte sind in der DIN V 4108-4:2006/06 abgelegt
2) "Rechenwert" ist die hier fälschlich, aber häufig verwendete, umgangssprachliche Bezeichnung.

Nennwert vs Grenzwert

Um dem deutschen Sicherheitsniveau von Baustoffen besser zu entsprechen hat 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 besitzen, halten den produktabhängigen "Grenzwert" ein, wie er für Produkte der Kategorie II nach DIN 4108-4 ermöglicht bzw. festgelegt ist.
Dabei werden die Produkte durch ein unabhängiges und akkreditiertes Institut fremdüberwacht (s. Ü-Zeichen). Auf Grund des strengeren Kontrollmechanismus wird die festgestellte Wärmeleitfähigkeit mit einem deutlich geringerem Sicherheitsfaktor von lediglich ~ 1,05 beaufschlagt (s. Tabelle).

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

Einzelnachweis

  1. Herbert Danner, Baubiologe (IBN), Bauzentrum München, Ökologische Wärmedämmstoffe im Vergleich 2.0, Juni 2010, S. 22

Siehe auch

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