Bauphysik

Dämmstoffe verfügen über die Eigenschaft, den Wärmetransport zwischen kalter und warmer Seiten einzuschränken, beide also gegeneinander zu isolieren. Doch wie funktioniert das? Was versteht man unter einem λ-Wert?

Wärmetransport
Wärme kann sich in drei verschiedenen Formen ausbreiten: Wärmestrahlung oder Radiation, Wärmeströmung oder Konvektion, Wärmeleitung. Das Minimieren der Wärmeleitung die wesentlichste Eigenschaft von Dämmmaterial.

Wie funktioniert eine Isolation?
Ein leistungsfähiges Dämmmaterial isoliert gut und leitet die Wärme somit schlecht. PU-Isolationsmaterial, wie etwa PUR und PIR, besteht aus feinen 3D-Schaumstrukturen, die aus gasgefüllten Zellen bestehen. Durch die feine Struktur muss die Wärme durch zahlreiche Barrieren gelangen, bevor sie die kalte Seite des Dämmstoffes erreicht. 

Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK]
Material Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK]
UNILIN PIR  0.023
Nadelholz  0.13
Beton (unarmiert)  1.4
Stahl  50

 

Wie wirkt der Isolationsvorgang?
Der Isolationsvorgang beruht auf der Tatsache, dass ruhende Luft, oder auch Gas, ein schlechter Wärmeleiter ist. Das heißt, dass die eingeschlossene Luft in Dämmstoffen dafür sorgt, dass nur ein geringer Wärmetransport stattfindet. Deshalb kühlt der Raum weniger schnell aus und muss weniger beheizt werden.

 

Wärmewiderstand R [m² K/W]
Je weniger Wärme durch einen Stoff hindurch transportiert werden kann, desto höher ist der Wärmewiderstand (R) des Produkts.
Der Wärmewiderstand bildet eine Stoffeigenschaft und ist abhängig von der Stärke (je stärker, desto besser) und vom λ-Wert (je kleiner, desto besser).*R = d / λ
R-Wert Material  Lambda Stärke in m
 4,5  Holz  0,130  0,59
 4,5  Rotswol  0,037  0,17
 4,5  PIR  0,022  0,10
 
Aufbau der Konstruktion
Die meisten Konstruktionen bestehen aus mehr als einer Schicht. Der gesamte R-Wert kann ermittelt werden, indem die verschiedenen Wärmewiderstände jeder Schicht zusammengerechnet werden. (Rtot = R1+R2+R3+R4).  Ist die Schicht heterogen (wie bei üblichen Steildach mit Dämmung zwischen den Sparren), dann ist eine spezifische Berechnung des gesamten R-Wertes der heterogenen Schicht notwendig. (Rtot = R1+Rheterogen+R4).

 

U-Wert oder Wärmetransmissionskoeffizient [W/m²K]
Um verschiedene Konstruktionen vergleichen zu können, wird der Wärmetransmissionskoeffizient oder U-Wert verwendet. Dabei werden der gesamte Wärmewiderstand und der Wärmeübergangswiderstand innen und außen (Rsi und Rse) berücksichtigt.
Je niedriger der U-Wert, desto geringer die Transmission und umso geringer der Wärmeverlust.
U = 1 / (Rsi + Rtot + Rse)
 
Isolation nach Buchstaben - das ABC der Isolation
  • Λ (Lambda) = thermische Leitbarkeit (Materialeigenschaft)
    Wärmemenge, die ein Stoff durchlässt. Je niedriger der Wert, desto geringer der Wärmeverlust und umso besser die Isolation. Der Lambdawert bildet sozusagen die “DNA” des Materials.
  • R = thermischer Widerstand (Produkteigenschaft)
    Die Wärmemenge, die das Material (in Bezug auf die Stärke) zurückhalten kann. Je höher der R-Wert, desto geringer der Wärmeverlust und umso besser die Isolierung.
  • U = thermische Transmission (Konstruktionseigenschaft)
    Die Wärmemenge, die durch eine Konstruktion hindurchgeht (z.B. das Dach). Je niedriger der U-Wert, desto geringer der Wärmeverlust und umso besser die Dämmeigenschaft.

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