Wärmedämmung der Wände

Engin Bagda

Wände können mit unterschiedlichen Dämmstoffen und Techniken gegen Wärmeverluste gedämmt werden. Unter dem „Strich“ zählt der Wärmedurchgangskoeffizient, der U-Wert der Wand. Mit dem Heizkostenrechner kann die Einsparung an Kosten und CO₂-Emission durch Wärmedämmen der Wände berechnet werden.

Wärmedurchgangskoeffizient

Der Wärmedurchgangskoeffizient ist ein Maß für den Wärmedurchgang durch ein Bauteil bei einem Temperaturunterschied von 1°C.

Das „Gesetz zur Einsparung von Energie und Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden“ (GEG) gibt Höchstwerte für Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) von Außenbauteilen bei Änderung an bestehenden Gebäuden vor. Diese sind in Tabelle 1 für Wohngebäude mit Raumsolltemperaturen >19°C  zusammengefasst.

Tabelle 1: Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) für Bauteile nach der GEG 2020 vom 08.08.2020 Anlage 7, §48, die beim Erneuern von Bestandsgebäuden einzuhalten oder zu unterschreiten sind

Der U-Wert eines Bauteils ist von der Dicke des Dämmstoffes mit dem es gedämmt wird abhängig (siehe Berechnen des Heizenergiebedarfs nach DIN 4108-6)

Dämmstoffdicke

Der U-Wert einer Wand ist in Abbildung 1 in Abhängigkeit der Dicke eines Dämmstoffes der Wärmeleitfähigkeit 0,035 W/m/K gezeichnet. Als Ausgangswert für diese Wand wurde ein U-Wert von 0,80 W/m²/K angenommen, das einer massiven Wand Baujahr 1980 entspricht.

U-Werte für Bauteile können nach Baujahren aus den „Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Wohngebäudebestand”  Tabelle 2: “Pauschalwerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten nicht nachträglich gedämmter opaker Bauteile (im Ausgangszustand)” des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie und des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat vom 08. Oktober 2020 entnommen werden.

Abbildung 1: U-Werte eines Mauerwerkes, das mit einem Dämmstoff der Wärmeleitzahl 0,035 W/m²/K in unterschiedlichen Dicken gedämmt wurde

Aus Abbildung 1 ist zu entnehmen, dass mit einer Dämmstoffdicke von 10 cm die Anforderung zum U-Wert einer Wand im Sanierungsfall mit 0,24 W/m²/K entsprechend der GEG 2020 erfüllt wird.

Der U-Wert ist zwar die Basis der Berechnung der Wärmeeinsparung, aber für die Energieeffizienz eines Gebäudes ist der gebäudespezifische Heizwärmebedarf ausschlaggeben, nach der auch die Energieeffizienzklasse eines Gebäudes beurteilt wird.

Gebäudespezifischer Heizwärmebedarf

Der gebäudespezifische Heizwärmebedarf ist der Energiebedarf eines Gebäudes über ein Jahr, bezogen auf die beheizte Nutzfläche, mit der Dimension kWh/m²/Jahr. In Abbildung 2 ist der gebäudespezifische Heizwärmebedarf eines Gebäudes Baujahr 1980 in Bayreuth (Klimafaktor 1,01 siehe wie kalt ist der Winter) in Abhängigkeit der Dicke eines Dämmstoffes der Wärmeleitfähigkeit 0,035 W/m/K dargestellt (Daten zum Referenzgebäude siehe Anhang). Der gebäudespezifische  Heizwärmebedarf nimmt mit der Dicke des Dämmstoffes ab.

Abbildung 2: Einfluss der Dämmstoffdicke auf den gebäudespezifischen Wärmebedarf eines Gebäudes

Der gebäudespezifische Heizwärmebedarf soll in Zukunft unter 50 W/m²/Jahr liegen. Wie aus Abbildung 2 zu entnehmen, kann dieses Ziel mit zunehmender Dämmstoffdicke an den Wänden nicht erreicht werden.

Um den gebäudespezifischen Heizenergiebedarf weiter zu reduzieren sind Dämmmaßnahmen an der Kellerdecke und Dach notwendig. Unten ist der gebäudespezifische Heizwärmebedarf eines Referenzgebäudes mit 10 cm Dämmung der Decke zum unbeheizten Dachboden und mit 8 cm Dämmung der Kellerdecke tabellarisch zusammengefasst.

Tabelle 2: Gebäudespezifischer Heizwärmebedarf nach verschiedenen Maßnahmen der Dämmung als Primärenergiebedarf in kWh/m²/K Gas mit einer Niedertemperatur Gasheizung und nach Einbau einer Wärmepumpe

Aus Tabelle 2 ist zu entnehmen, dass das Dämmen der Decke zum nicht beheizten Dachboden, sowie das Dämmen der nicht beheizten Kellerdecke, den Heizwärmebedarf vermindert. Damit werden die Vorgaben der GEG 2020 zum gebäudespezifischen Heizwärmebedarf erreicht. Wird zusätzlich noch eine Wärmepumpe installiert, so minimiert sich der spezifische Heizwärmebedarf auf 8,8 kWh/m²/Jahr womit auch eine staatliche Förderung möglich wird.

Komfortklima

Die Berechnungen zum Heizenergiebedarf gehen immer von der Lufttemperatur innen aus. Das Komfortklima ist aber nicht nur von der Lufttemperatur innen, sondern auch von der Temperatur der Wand- und Fensteroberflächen im Raum abhängig.

Bei einem Gebäude Baujahr 1980 mit einem U-Wert vom 0,8 W/m²/K für die Außenwand ist bei einer Lufttemperatur außen von 2°C und Lufttemperatur innen von 22°C die Temperatur der Wandoberfläche ≈20°C (nach DIN 4108-6). Diese 2°C entsprechen dem 3 jährigen Mittelwert im Januar für Bayreuth. Es wird als Beispiel Bayreuth gewählt, da es mit dem Klimafaktor 1,01 den Mittelwert der Lufttemperaturen außen für Deutschland gut repräsentiert.

Die Temperaturdifferenz von 2°C zwischen der Lufttemperatur innen und der Temperatur der Wandoberfläche wird insbesondere abends, wenn die solare Einstrahlung aufhört, als unangenehm empfunden, was als „es zieht“ charakterisiert wird. Nach der Dämmung der Wände, in dem ein U-Wert von 0,24 W/m²/K erreicht wird, ist die Temperatur der Wandoberfläche ≈21,3°C, was sich kaum noch von der Temperatur der Luft innen unterscheidet. Der Raum wird als „komfortabel warm“ empfunden. Das führt dazu, dass die Lufttemperatur innen um 1°C gesenkt werden kann, ohne dass es als „kühler als 22°C“ empfunden wird. Diese Senkung der Lufttemperatur innen um 1°C führt während der Heizperiode zu einer weiteren Einsparung bis zu 10%, ohne auf Komfort zu verzichten.

An dieser Stelle soll auch auf große Fensterfronten hingewiesen werden, die insbesondere am Abend und in der Nacht große Temperatursenken sind. Eine durchschnittliche Tageslufttemperatur von 2°C bedeutet, dass in der Nacht die Temperatur der Luft außen mehrere Grad unter diesem Wert liegt. Auch neue Fenster mit einer 3x Verglasung mit einem U_G-Wert von 0,8 W/m²/K haben zum Beispiel bei einer Lufttemperatur außen von 0°C und Lufttemperatur innen von 22°C eine Oberflächentemperatur von 19,7°C (nach DIN 4108-6) was als unangenehm empfunden wird. Hier helfen Gardinen weiter, wenn diese die Heizkörper unter den Fenstern nicht überdecken. Auch Rollläden und Klappläden reduzieren nachts den Wärmeverlust durch Fenster.

Dämmstoffe und Maßnahmen zum Dämmen

Es gibt unterschiedliche Dämmstoffe die sich in mechanischen Eigenschaften, Wärmeleitfähigkeiten, Brandverhalten, Wasserdampfdurchlässigkeit und Design sowie Verarbeitung unterscheiden. Hierzu finden Sie Informationen auf der Seite: www.daemmen-lohnt-sich.de

Daten zum Referenzgebäude

Standort: 95447 Bayreuth
Baujahr : 1980
Typ des Gebäudes : Freistehendes Haus
Mauerwerk : Massiv
Heizung : Zentral, Niedertemperaturheizkessel mit Warmwasserzubereitung Wirkungsgrad 95%
Anzahl der Stockwerke : 2
Höhe des Gebäudes : 5.9 m
Grundfläche des Gebäudes : 125 m²
Fläche der Außenwände (ohne Fenster) : 238 m²
Fläche der Fenster : 42 m²
Beheizte Nutzfläche : 200 m²
Mittlere Höhe der Räume : 2.50 m
Beheiztes Nutzvolumen : 500 m³
U-Wand : 0.80 W/(m².K)
U-Fenster : 2.40 W/(m².K)
U-Decke : 0.60 W/(m².K)
U-Boden : 0.80 W/(m².K)
Lufttemperatur innen : 22°C
Luftwechselrate : 0,3 1/h