Der innovative Dämmstoff der Zukunft

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Beschreibung verschiedener Fachbegriffe und bauphysikalischer Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit λ Die wichtigste Eigenschaft für einen Dämmstoff ist die Wärmeleitfähigkeit λ (griech.: Lambda). Je kleiner die Wärmeleitfähigkeit (auch als Wärmeleitzahl bezeichnet), umso besser dämmt ein Baustoff. Wichtig ist, dass sich der Wert nur auf die Materialeigenschaft bezieht und nicht auf die Dicke oder die Einbausituation. Ein Vergleich der Dämmwirkungen verschiedener Baustoffe ist somit möglich. Die Wärmeleitfähigkeit nennt die Wärmemenge in „W/(m²K)“ (Watt pro m² und Kelvin), die durch 1 Quadratmeter einer 1 Meter dicken Schicht transportiert wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der wärmeren und kälteren Seite 1 Kelvin beträgt. Im Allgemeinen werden solche Stoffe als „Wärmedämmstoffe“ bezeichnet, deren Wärmeleitfähigkeit weniger als 0,1 W/(m²K) beträgt. Ihre Dämmwirkung ist dabei umso besser je trockener und leichter (viele Luftporen) sie sind. Beispiele: Baustoff Wärmeleitfähigkeit W/(m²K) Vakuumisolationspaneele 0,005 Aerogel (Nanogel) 0,018 – 0,021 Resol–Hartschaum 0,020 – 0,023 Mineralwolle 0,035 – 0,045 HINWEIS: Zur Beurteilung der tatsächlichen Wärmedämmwirkung muss die Wärmeleitfähigkeit und die Dicke der Dämmschichten berücksichtigt werden. Wärmetechnische Berechnungen dürfen nur mit dem Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit durchgeführt werden. Der Bemessungswert berücksichtigt das typische Verhalten eines Produktes im Einbauzustand. Also auch Alterungsprozesse und eine klimatypische Bauteilfeuchte. Die Wärmeleitfähigkeit sagt nichts über die Wärmespeicherkapazität und das Feuchteverhalten des Materials aus. Dämmstoffe müssen grundsätzlich für die jeweilige Anwendung zugelassen sein. Wenn die räumlichen Bedingungen nur eine sehr geringe Dämmstoffdicke zulassen, können die Anforderungen evtl. mit Hochleistungsdämmstoffen mit besonders geringer Wärmeleitfähigkeit erfüllt werden. Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG)  Die WLG gibt die Dämmwirkung eines Dämmstoffes an. Je niedriger der Wert, umso besser dämmt ein Dämmstoff. Wärmeleitfähigkeitsgruppen sind in 5er-Schritten unterteilt. Die WLG wird zunehmend durch die neuere Wärmeleitstufe (WLS) ersetzt. Folgend einige Beispiele für die Zuordnung der WLG entsprechend der Wärmeleitfähigkeit λ: WLG Wärmeleitfähigkeit W/(m²K) WLG 030 0,0251 bis 0,030 WLG 035 0,0310 bis 0,035 WLG 040 0,0351 bis 0,040 Wärmeleitfähigkeitsstufe (WLS) Die Wärmeleitfähigkeitsstufe oder auch Wärmeleitstufe (WLS) gibt die Dämmwirkung eines Dämmstoffes an. Je niedriger der Wert, umso besser dämmt ein Dämmstoff. Die WLS erlaubt im Gegensatz zur älteren WLG die Unterteilung in 1er-Schritten, z.B. WLS 033. Der WLS-Wert orientiert sich an der Wärmeleitfähigkeit λ. Von diesem sind es die letzten drei Ziffern nach dem Komma. Beispiel: λ-Wert 0,033 W/(mK) = WLS 033. Wärmedurchlasswiderstand R Der Wärmedurchlasswiderstand R, Einheit: (m²K)/W, bezeichnet den Widerstand einer Schicht gegen das Durchströmen von Wärme. Je größer der Widerstand einer Baustoffschicht, umso weniger Wärme strömt durch diese. Im Gegensatz zur Wärmeleitfähigkeit, mit der sich Dämmstoffe unabhängig von ihrer Dicke vergleichen lassen, nennt der Wärmedurchlasswiderstand die tatsächliche Dämmwirkung bei einer bestimmten Dicke des Dämmstoffes. Berechnung: (R = Baustoffdicke in Meter / Wärmeleitfähigkeit W/(m²K). Beispiel für 20 cm Mineralwolle: R = 0,2 m / 0,035 W/(m²K) Wärmedurchlasswiderstand R = 5,7 Je höher der Wärmedurchlasswiderstand, umso besser ist die Wärmedämmung. Die folgende Tabelle enthält „R-Werte“ für 20 cm dicke unterschiedliche Baustoffe: Baustoff Wärmeleitfähigkeit W/(m²K) R-Wert (m²·K)/W Resol–Hartschaum-Platten 0,023 8,7 Mineralwolle 0,035 5,7 Holz (Fichte / Tanne) 0,13 1,5 Kalksandstein 0,79 0,2 U-Wert / Wärmedurchgangskoeffizient U Der Wärmedurchgangskoeffizient U, vereinfacht U-Wert, ist im Zusammenhang mit dem Wärmeschutz eine der wichtigsten Rechengrößen. Der Kennwert wurde früher als „k-Wert“ bezeichnet und im Zuge der Europäisierung in „U-Wert“ umbenannt (U = Unit of Heat Transfer). Er nennt die Wärmemenge in Watt (W), die durch eine 1 Quadratmeter große Bauteilfläche strömt, wenn der Temperaturunterschied des Bauteils (z.B. zwischen Innen- und Außenfläche einer Wand) 1 Kelvin beträgt. Die durch die Gebäudehülle entweichende Wärmemenge ist direkt proportional dem U-Wert und der herrschenden Temperaturdifferenz. Daraus folgt, dass mittels optimierter Dämmung, ein möglichst kleiner U-Wert anzustreben ist. In der Praxis werden hierzu oft konventionelle Dämmstoffe mit einer „Wärmeleitfähigkeit“ von λ = 0,035 in einer Dicke von 16 bis 40 cm eingesetzt oder Hochleistungsdämmstoffe mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner als 0,030 in dünneren Dämmdicken. Einen niedrigen U-Wert sollten möglichst „alle Bauteile“ welche an unbeheizte Bereiche angrenzen aufweisen. Nur so können die Transmissionswärmeverluste (durch Wand, Boden, Decke und Fenster) minimiert werden. Beispiel: Bei Passiv- und Niedrigenergie-Häusern „unterschreiten“ die U-Werte von Wänden und Dächern etc. 0,15 – 0,24 W/m²K. Eine nicht gedämmte Betondecke erreicht einen U-Wert von ca. 2 W/m²K. Zur exakten Berechnung des U-Wertes eines Bauteiles werden die Wärmedurchlasswiderstände aller im Bauteil enthaltenen Materialien berücksichtigt und zusätzlich die Wärmeübergangswiderstände (zwischen Bauteiloberfläche Luft oder Erde), evtl. vorhandene Luftschichten und bei unterschiedlich zusammengesetzten Bauteilen, wie z. B. einer Holzdecke, die jeweiligen Flächenanteile. Hinweis: Da die zulässigen Transmissionswärmeverluste von Gebäuden entsprechend der EnEV (Energieeinsparverordnung) begrenzt sind, muss der U-Wert beim Bau von Wohnhäusern für alle Bauteile (Außenwände, Dach, Fenster etc.) ermittelt werden. Weitere Anforderungen an die U-Werte von Bauteilen stellt DIN 4108 Teil 2, jedoch nicht mit dem Ziel der Energieeinsparung, sondern zur Vermeidung von Bauschäden. Neben einem geringeren Heizenergiebedarf, erhöhen Bauteile mit niedrigen U-Werten deren Oberflächentemperaturen in beheizten Räumen. Diese verbessern nicht nur die Behaglichkeit für die Bewohner, sondern reduzieren auch die Gefahr von Wasserdampfkondensation und somit Schimmelpilzwachstum. Mit dem U-Wert allein können allerdings keine Aussagen zur Geschwindigkeit von Temperaturänderungen getroffen werden. Hierfür ist auch das Wärmespeichervermögen der eingesetzten Baustoffe zu berücksichtigen. Transmissionsverluste HT Transmissionsverluste sind Verluste infolge des Wärmetransportes durch die Elemente der Gebäudehülle (Fassade, Bodenplatte, Fenster, Außentüren, Dach, etc.). Bestimmend für die Transmissionsverluste sind neben dem Klima vor allem die Flächen und Wärmedämmeigenschaften der Gebäudehülle. Eine Reduzierung der Transmissionsverluste lässt sich durch Bauteile mit möglichst geringem U-Wert und kompakter Gebäudeform (kleinere Außenfläche) erreichen. Bei allen Baumaßnahmen sollten zusätzlich „konvektive Wärmeverluste“ (warme Luft entweicht durch Fugen, Risse etc.) minimiert werden. Die zulässigen Werte sind in den Bau- bzw. Wärmeschutzverordnungen festgelegt.
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Beschreibung verschiedener Fachbegriffe und bauphysikalischer Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit λ  Die wichtigste Eigenschaft für einen Dämmstoff ist die Wärmeleitfähigkeit λ (griech.: Lambda). Je kleiner die Wärmeleitfähigkeit (auch als Wärmeleitzahl bezeichnet), umso besser dämmt ein Baustoff. Wichtig ist, dass sich der Wert nur auf die Materialeigenschaft bezieht und nicht auf die Dicke oder die Einbausituation. Ein Vergleich der Dämmwirkungen verschiedener Baustoffe ist somit möglich. Die Wärmeleitfähigkeit nennt die Wärmemenge in „W/(m²K)“ (Watt pro m² und Kelvin), die durch 1 Quadratmeter einer 1 Meter dicken Schicht transportiert wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der wärmeren und kälteren Seite 1 Kelvin beträgt. Im Allgemeinen werden solche Stoffe als „Wärmedämmstoffe“ bezeichnet, deren Wärmeleitfähigkeit weniger als 0,1 W/(m²K) beträgt. Ihre Dämmwirkung ist dabei umso besser je trockener und leichter (viele Luftporen) sie sind. Beispiele: Baustoff Wärmeleitfähigkeit W/(m²K) Vakuumisolationspaneele 0,005 Aerogel (Nanogel) 0,018 – 0,021 Resol–Hartschaum 0,020 – 0,023 Mineralwolle 0,035 – 0,045 HINWEIS: Zur Beurteilung der tatsächlichen Wärmedämmwirkung muss die Wärmeleitfähigkeit und die Dicke der Dämmschichten berücksichtigt werden. Wärmetechnische Berechnungen dürfen nur mit dem Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit durchgeführt werden. Der Bemessungswert berücksichtigt das typische Verhalten eines Produktes im Einbauzustand. Also auch Alterungsprozesse und eine klimatypische Bauteilfeuchte. Die Wärmeleitfähigkeit sagt nichts über die Wärmespeicherkapazität und das Feuchteverhalten des Materials aus. Dämmstoffe müssen grundsätzlich für die jeweilige Anwendung zugelassen sein. Wenn die räumlichen Bedingungen nur eine sehr geringe Dämmstoffdicke zulassen, können die Anforderungen evtl. mit Hochleistungsdämmstoffen mit besonders geringer Wärmeleitfähigkeit erfüllt werden. Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) Die WLG gibt die Dämmwirkung eines Dämmstoffes an. Je niedriger der Wert, umso besser dämmt ein Dämmstoff. Wärmeleitfähigkeitsgruppen sind in 5er-Schritten unterteilt. Die WLG wird zunehmend durch die neuere Wärmeleitstufe (WLS) ersetzt. Folgend einige Beispiele für die Zuordnung der WLG entsprechend der Wärmeleitfähigkeit λ: WLG Wärmeleitfähigkeit W/(m²K) WLG 030 0,0251 bis 0,030 WLG 035 0,0310 bis 0,035 WLG 040 0,0351 bis 0,040 Wärmeleitfähigkeitsstufe (WLS) Die Wärmeleitfähigkeitsstufe oder auch Wärmeleitstufe (WLS) gibt die Dämmwirkung eines Dämmstoffes an. Je niedriger der Wert, umso besser dämmt ein Dämmstoff. Die WLS erlaubt im Gegensatz zur älteren WLG die Unterteilung in 1er-Schritten, z.B. WLS 033. Der WLS-Wert orientiert sich an der Wärmeleitfähigkeit λ. Von diesem sind es die letzten drei Ziffern nach dem Komma. Beispiel: λ-Wert 0,033 W/(mK) = WLS 033. Wärmedurchlasswiderstand R Der Wärmedurchlasswiderstand R, Einheit: (m²K)/W, bezeichnet den Widerstand einer Schicht gegen das Durchströmen von Wärme. Je größer der Widerstand einer Baustoffschicht, umso weniger Wärme strömt durch diese. Im Gegensatz zur Wärmeleitfähigkeit, mit der sich Dämmstoffe unabhängig von ihrer Dicke vergleichen lassen, nennt der Wärmedurchlasswiderstand die tatsächliche Dämmwirkung bei einer bestimmten Dicke des Dämmstoffes. Berechnung: (R = Baustoffdicke in Meter / Wärmeleitfähigkeit W/(m²K). Beispiel für 20 cm Mineralwolle: R = 0,2 m / 0,035 W/(m²K) Wärmedurchlasswiderstand R = 5,7 Je höher der Wärmedurchlasswiderstand, umso besser ist die Wärmedämmung. Die folgende Tabelle enthält „R-Werte“ für 20 cm dicke unterschiedliche Baustoffe: Baustoff Wärmeleitfähigkeit W/(m²K)     R-Wert (m²·K)/W Resol–Hartschaum-Platten 0,023     8,7 Mineralwolle 0,035     5,7 Holz (Fichte / Tanne) 0,13     1,5 Kalksandstein 0,79     0,2 U-Wert / Wärmedurchgangskoeffizient U Der Wärmedurchgangskoeffizient U, vereinfacht U-Wert, ist im Zusammenhang mit dem Wärmeschutz eine der wichtigsten Rechengrößen. Der Kennwert wurde früher als „k-Wert“ bezeichnet und im Zuge der Europäisierung in „U-Wert“ umbenannt (U = Unit of Heat Transfer). Er nennt die Wärmemenge in Watt (W), die durch eine 1 Quadratmeter große Bauteilfläche strömt, wenn der Temperaturunterschied des Bauteils (z.B. zwischen Innen- und Außenfläche einer Wand) 1 Kelvin beträgt. Die durch die Gebäudehülle entweichende Wärmemenge ist direkt proportional dem U-Wert und der herrschenden Temperaturdifferenz. Daraus folgt, dass mittels optimierter Dämmung, ein möglichst kleiner U- Wert anzustreben ist. In der Praxis werden hierzu oft konventionelle Dämmstoffe mit einer „Wärmeleitfähigkeit“ von λ = 0,035 in einer Dicke von 16 bis 40 cm eingesetzt oder Hochleistungsdämmstoffe mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner als 0,030 in dünneren Dämmdicken. Einen niedrigen U-Wert sollten möglichst „alle Bauteile“ welche an unbeheizte Bereiche angrenzen aufweisen. Nur so können die Transmissionswärmeverluste (durch Wand, Boden, Decke und Fenster) minimiert werden. Beispiel: Bei Passiv- und Niedrigenergie-Häusern „unterschreiten“ die U- Werte von Wänden und Dächern etc. 0,15 – 0,24 W/m²K. Eine nicht gedämmte Betondecke erreicht einen U-Wert von ca. 2 W/m²K. Zur exakten Berechnung des U-Wertes eines Bauteiles werden die Wärmedurchlasswiderstände aller im Bauteil enthaltenen Materialien berücksichtigt und zusätzlich die Wärmeübergangswiderstände (zwischen Bauteiloberfläche Luft oder Erde), evtl. vorhandene Luftschichten und bei unterschiedlich zusammengesetzten Bauteilen, wie z. B. einer Holzdecke, die jeweiligen Flächenanteile. Hinweis: Da die zulässigen Transmissionswärmeverluste von Gebäuden entsprechend der EnEV (Energieeinsparverordnung) begrenzt sind, muss der U-Wert beim Bau von Wohnhäusern für alle Bauteile (Außenwände, Dach, Fenster etc.) ermittelt werden. Weitere Anforderungen an die U-Werte von Bauteilen stellt DIN 4108 Teil 2, jedoch nicht mit dem Ziel der Energieeinsparung, sondern zur Vermeidung von Bauschäden. Neben einem geringeren Heizenergiebedarf, erhöhen Bauteile mit niedrigen U-Werten deren Oberflächentemperaturen in beheizten Räumen. Diese verbessern nicht nur die Behaglichkeit für die Bewohner, sondern reduzieren auch die Gefahr von Wasserdampfkondensation und somit Schimmelpilzwachstum. Mit dem U-Wert allein können allerdings keine Aussagen zur Geschwindigkeit von Temperaturänderungen getroffen werden. Hierfür ist auch das Wärmespeichervermögen der eingesetzten Baustoffe zu berücksichtigen. Transmissionsverluste HT Transmissionsverluste sind Verluste infolge des Wärmetransportes durch die Elemente der Gebäudehülle (Fassade, Bodenplatte, Fenster, Außentüren, Dach, etc.). Bestimmend für die Transmissionsverluste sind neben dem Klima vor allem die Flächen und Wärmedämmeigenschaften der Gebäudehülle. Eine Reduzierung der Transmissionsverluste lässt sich durch Bauteile mit möglichst geringem U-Wert und kompakter Gebäudeform (kleinere Außenfläche) erreichen. Bei allen Baumaßnahmen sollten zusätzlich „konvektive Wärmeverluste“ (warme Luft entweicht durch Fugen, Risse etc.) minimiert werden. Die zulässigen Werte sind in den Bau- bzw. Wärmeschutzverordnungen festgelegt.
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