Wärmeleitfähigkeit: Unterschied zwischen den Versionen

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== Definition ==
'''Wärmeleitung''' (auch '''Wärmediffusion''', '''Konduktion''') beschreibt den [[Wärmestrom]] in einem Feststoff - bei vorhandenen Temperaturunterschieden.  
'''Wärmeleitung''' (auch '''Wärmediffusion''', '''Konduktion''') beschreibt den [[Wärmestrom]] in einem Feststoff - bei vorhandenen Temperaturunterschieden.  


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Die Wärmeleitfähigkeit ist primär abhängig von Porigkeit, Wassergehalt und Dichte. Im Umkehrschluss: je leichter, luftiger und trockener ein Stoff, desto geringer die Wärmeleitung.  
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)]  
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.
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.
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Gute [[Wärmedämmstoff]]e zeichnen sich (neben anderen Faktoren) durch einen möglichst kleinen λ-Wert aus.  
Gute [[Wärmedämmstoff]]e zeichnen sich (neben anderen Faktoren) durch einen möglichst kleinen λ-Wert aus.  


Die Wärmeleitzahl (λ-Wert) ist Basis für die [[Wärmedurchgangskoeffizient|U-Wert]]-Berechnung von Bauteilen.
Die Wärmeleitzahl (λ-Wert) ist Basis für die [[Wärmedurchgangskoeffizient|U-Wert]]-Berechnung von Bauteilen:


===Wärmeleitfähigkeitsgruppe - Wärmeleitfähigkeitsstufe===
=== Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit ===
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 [[Dämmstoff]]e Wärmeleitgruppen zuordnet werden.  
{{Anker|Bemessungswerte für Wärmedämmstoffe}} 
'''Bemessungswerte''' für Baustoffe, Bauarten und Bauteile sind in der [[DIN 4108]]-4 gelistet. <br />
Die Bemessungswerte speziell für Dämmstoffe errechnen sich aus dem Nennwert und einem Zuschlagswert: je nach Dämmstofftyp gestaffelt von 3 bis 23%. <br />
Die Zuschlagswerte berücksichtigen unter anderem Einflüsse der Temperatur, Ausgleichsfeuchte, Schwankungen der Stoffeigenschaften und Alterung der Produkte.


'''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''':
=== Wärmeleitfähigkeitsstufe für Dämmstoffe ===
Die Wärmeleitfähigkeitsstufe (WLS) - auch '''Wärmeleitstufe''' genannt - leitet sich ab aus den Bemessungswerten λ<sub>B</sub> (s. u.). <br />
Sie entspricht den ersten 3 Ziffern nach dem Komma. Beispiel:
::: λ<sub>B</sub> 0,036 W/(m·K) &nbsp;&nbsp; entspricht &nbsp;&nbsp; WLS 036 <br />
::: Dabei wird vorausgesetzt, dass der Bemessungswert kleiner als 1 ist, da nur [[Dämmstoff]]e Wärmeleitstufen zuordnet werden.


===Unterschiedliche Bemessungswerte für Wärmedämmstoffe===
Die Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) - auch '''Wärmeleitgruppe''' genannt - ist eine auslaufende Begrifflichkeit. <br />
{{Anker|Bemessungswerte für Wärmedämmstoffe}}
Die rundende Gruppenzuordnung entspricht den auf 5 gerundeten (gruppierten) Wert. Entsprechung am Beispiel oben: "WLG 035".
Die [[DIN 4108|DIN V 4108-4]] unterscheidet verschiedene Sicherheitszuschläge in zwei Kategorien:
 
 
== 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 [[Wärmedurchgangskoeffizient]]en 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). <br />
Mit Einführung der [[DIN 4108]]-4:2017-03 wurde diese Unterscheidung gestrichen.
 
=== Rückblick auf die 2 Kategorien bzw. Ü-Kennzeichnung ===
Die [[DIN 4108|DIN 4108-4]]:2013-02 (abgelöst im März 2017, s.o.) unterschied (bei Wärmedämmstoffen) verschiedene Sicherheitszuschläge in zwei Kategorien:


{{{TabH1/1}}  
{{{TabH1/1}}  
| width="75" | || width="50" | Einheit || width="110" | Benennung || width="270" | Verfahren || width="200" | Messparameter || width="70" | Sicherheits-zuschlag
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| '''Kategorie I''' || align="center" | '''λ<sub>D</sub>''' ||''' Nennwert''' ''(Declarevalue)'' || statistisches Mittel auf Grundlage täglicher Eigenüberwachung des Herstellers <br /> (s. [[DIN EN 13171]])|| Ausgleichsfeuchte im [[Glaser-Verfahren|Normklima]] <br /> 23 °C / 50% [[rLf]] || align="center" | '''23% <sup>1)</sup>'''  
| '''Kategorie I''' <br /> <small>CE-Kennzeichnung</small>|| align="center" | '''λ<sub>D</sub>''' ||''' Nennwert''' ''(Declarevalue)'' || statistisches Mittel auf Grundlage täglicher Eigenüberwachung des Herstellers <br /> Basis: baurechtlich eingeführte EN-Reihe <br /> (s. [[Wärmedämmstoff-Produktnormen|Dämmstoff-Produktnormen]])|| Ausgleichsfeuchte im [[Glaser-Verfahren|Normklima]] <br /> 23 °C / 50% [[rLf]] || align="center" | '''~ 23% <sup>1)</sup>'''  
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| '''Kategorie II''' || align="center" | '''λ<sub>grenz</sub>''' || '''Grenzwert''' || darf nicht überschritten werden, fremdüberwacht durch <br /> unabhängiges, anerkanntes Institut || Klima 23 °C / 80% [[rLf]] || align="center" | '''7%'''
| '''Kategorie II''' <br /> <small>CE- & Ü-Kennzeichnung</small>|| align="center" | '''λ<sub>grenz</sub>''' || '''Grenzwert''' || darf nicht überschritten werden, fremdüberwacht durch <br /> unabhängiges, anerkanntes Institut <br /> Basis: zusätzl. allg. deutsche Zulassung|| Klima 23 °C / 80% [[rLf]] || align="center" | '''~ 7%'''
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|  || align="center" | '''λ''' || '''[[Bemessungswert, Wärmeleitfähigkeit|Bemessungswert]]''' <sup>2)</sup>|| colspan="3" |  ermittelt aus Nenn- oder Grenzwert mit dem jeweiligen Sicherheitsaufschlag. <br /> Den Herstellern von [[Wärmedämmstoff]]en steht die Verfahrenswahl frei.
|  || align="center" | '''λ''' || '''[[Bemessungswert, Wärmeleitfähigkeit|Bemessungswert]]''' || colspan="3" |  ermittelt aus Nenn- oder Grenzwert mit dem jeweiligen Sicherheitsaufschlag. <br /> Den Herstellern von [[Wärmedämmstoff]]en steht die Verfahrenswahl frei.
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<sup>1</sup>) genaue Tabellenwerte sind in der [[DIN 4108|DIN V 4108-4:2006/06]] abgelegt <br />
<sup>1</sup>) genaue Tabellenwerte sind in der [[DIN 4108|DIN 4108-4]]:2013-02 abgelegt.
<sup>2</sup>) Häufig wird auch die umgangssprachliche Bezeichnung "[[Rechenwert]]" verwendet
 
=== Weshalb Dämmstoffhersteller gerne das Ü-Zeichen nutzen===
{{Anker|Dämmstoffhersteller_nutzen_Ü-Zeichen}}
Gemäß [[DIN 4108]]-4 Tabelle 2 und 3 gibt es zwei Kategorien von Dämmstoffen, wenn diese in harmonisierten Spezifikationen (z. B. [[DIN 4108]]-10) beschrieben sind. Für Produkte der Kategorie I wird der [[Bemessungswert, Wärmeleitfähigkeit|Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit]] durch Multiplikation des deklarierten Nennwertes λ<sub>D</sub> mit dem normativ festgelegten Sicherheitsfaktor von ~ 1,2 bestimmt (s. Tabelle oben).
 
Das bedeutet, dass der für die Berechnung der Wärmeleistung nach [[ENEV]] erforderliche Bemessungswert um ~ 20 % höher, also ungünstiger deklariert ist, als der Nennwert λ<sub>D</sub>. Dies trifft für alle Wärmedämmstoffe zu, die nur das [[CE-Zeichen]] tragen.
 
Alle Dämmstoffe mit dem [[Ü-Zeichen]] müssen einen '''Grenzwert''' (λ<sub>grenz</sub>) der Wärmeleitfähigkeit einhalten, wie er für Produkte der Kategorie II nach DIN 4108-4 festgelegt ist. Aufgrund dieses Übereinstimmungszertifikats wird der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit lediglich mit einem Sicherheitsfaktor von 1,05 (entspricht 5 % Zuschlag) auf den Grenzwert (λ<sub>grenz</sub>) laut DIN 4108-4 beaufschlagt. Dieser günstigere '''Bemessungswert laut Kategorie II''' entspricht in der Regel exakt dem Nennwert von Kategorie I und fällt somit um ~20 % günstiger aus als der '''Bemessungswert laut Kategorie I''' (ohne [[Ü-Zeichen]]).
 
Das Ü-Zeichen bringt also für die Berechnung der Wärmeleitfähigkeit nach [[ENEV]] einen rechnerischen Vorteil von ~20 % gegenüber einem gleichwertigen Dämmstoff ohne Ü-Zeichen. Aus diesem Grund sind fast alle hier gebräuchlichen Dämmstoffe neben dem [[CE-Zeichen]] auch mit dem Ü-Zeichen ausgezeichnet.


;Quelle Absatz: Herbert Danner, Baubiologe (IBN), [[Bauzentrum München]], [http://www.muenchen.de/cms/prod2/mde/_de/rubriken/Rathaus/70_rgu/03_beratung_foerderung/003_bauzentr/pdf/2010/06_10/oekolog_waermedaemmstoffe_v_2.pdf Ökologische Wärmedämmstoffe im Vergleich 2.0], Juni 2010, S. 22
=== 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, Wärmeleitfähigkeit|Bemessungswert]] der Wärmeleitfähigkeit ermöglicht: <br />
Alle Dämmstoffe die zusätzlich zur europäischen Normerfüllung ([[CE-Kennzeichnung]]) eine in Deutschland gültige [[allgemeine bauaufsichtliche Zulassung|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. <br />
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==
== Siehe auch ==
* [[EN 12524]] - ''tabellierte Bemessungswerte''
* [[EN 12524]] - ''tabellierte Bemessungswerte''
* [[Wärmedämmung]]
* [[Wärmedämmung]]
Zeile 54: Zeile 64:
* [[Wärmeübergangswiderstand]]
* [[Wärmeübergangswiderstand]]


__NOTOC__
[[Kategorie:Bauphysik]][[Kategorie:Glossar]]
[[Kategorie:Bauphysik]][[Kategorie:Glossar]]

Aktuelle Version vom 12. April 2017, 10:29 Uhr

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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