Wärmebrückenwelt / Einführung & Definitionen
THERM-INGS · WÄRMEBRÜCKENWELT
Einführung & Definitionen
Was ist eine Wärmebrücke? Die Einführung erläutert die bauphysikalischen Grundlagen und die wichtigsten Begriffe: Wärmeleitfähigkeit, Wärmeübergang und Wärmedurchlasswiderstand.
Einführung in die Thematik
Im Rahmen von Neubauvorhaben sowie beim Bauen im Bestand nimmt die Disziplin der Bauphysik je nach Komplexitiät und Nutzung des geplanten Gebäudes, einen immer höheren Stellenwert ein. Geplante Baukonstruktionen werden unter Berücksichtigung einer stetig wachsenden Palette an Bauprodukten immer vielseitiger. Nicht zuletzt sind es die energetischen Anforderungen an Baukörper, die Planer und Bauherren zunehmend vor Herausforderungen stellen. Ziel dieses Kompendiums ist es, insbesondere das Thema Wärmebrücken als komplexe Teildisziplin der Bauphysik näher zu betrachten.
Zu einem guten baulichen Wärmeschutz gehören nicht nur hochwärmedämmende Bauteile, sondern auch entsprechende Bauteilanschlüsse. Im Bereich dieser Anschlusssituationen sind zusätzliche Wärmeabflüsse und niedrigere raumseitige Bauteiloberflächentemperaturen während der Heizperiode zu erwarten. Zusätzliche Heizenergieverbräuche und die Möglichkeit der Tauwasser- und/oder Schimmelpilzbildung sind die Folge. Dabei ist zu beachten, dass sich der vorgenannte Wärmebrückeneffekt bei hochwärmedämmenden Bauteilen wesentlich stärker auswirken kann als bei Bauteilen mit geringem Wärmeschutz. Grund dafür ist der verhältnismäßig hohe Wärmedurchgang im Vergleich zum ungestörten Bauteilquerschnitt. Bei innen gedämmten Konstruktionen kann der Wärmebrückeneinfluss aufgrund der Vielzahl an Anschlusssituationen bis zu einem Drittel des gesamten Transmissionswärmeverlustes betragen.
Definitionen
Am Anfang einer Thematik sollten einige normkonforme Definitionen dargestellt werden, mit der Zielsetzung, eine klare Verständlichkeit zu erreichen. Die wichtigsten wärmetechnischen Rechengrößen im Zusammenhang mit der Berechnung und Simulation von Wärmebrücken werden nachfolgend erläutert
Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit λ in W/(m·K) ist eine Stoffeigenschaft. Sie verknüpft die Wärmestromdichte mit dem Temperaturgradienten. Bei einer homogenen, ebenen Schicht im stationären Zustand gilt für den Betrag des Wärmestroms: Q̇ = λ · A · Δθ / d. Wärmeleitfähigkeit und Wärmemenge sind unterschiedliche Größen; λ hängt unter anderem von Stoffaufbau, Temperatur und Feuchte ab.
Dichte, Porenstruktur und Feuchte beeinflussen die Wärmeleitfähigkeit, begründen aber keinen allgemeinen, stoffübergreifenden Zusammenhang. Die folgende Stoffübersicht veranschaulicht Größenordnungen. Für die Bemessung sind die zum Produkt und zur Anwendung passenden Werte nach DIN 4108-4 bzw. DIN EN ISO 10456 und den maßgeblichen Produktnachweisen anzusetzen. Die Übersicht ersetzt keine aktuelle Bemessungswerttabelle. Bei Luftschichten sind Wärmeleitung, Strahlung und gegebenenfalls Konvektion gemeinsam zu berücksichtigen; hierfür werden geeignete Wärmedurchlasswiderstände verwendet.
Baustoff
Rohdichte in [kg/m3]
Wärmeleitfähigkeit – Orientierungswerte in W/(m·K)
Putze, Mörtel, Estriche
Putzmörtel aus Kalk, Kalkzement und hydraul. Kalk
Zementestrich
Gipsputz ohne Zuschlag
1800
2000
1200
1,0
1,4
0,51
Betone
Normalbeton
Stahlbeton
Leichtbeton & Stahlleichtbeton
2200 – 2400
2000 – 2600
800 – 2000
1,6 – 2,1
2,3
0,51
Bauplatten
Wandbauplatten aus Gips
Gipskartonplatten
Porenbetonbauplatten
750 – 1200
800
400 – 800
0,35 – 0,58
0,25
0,20 – 0,29
Mauerwerk
Vollklinker, Hochlochklinker, Keramikklinker
Hochlochziegel mit Lochung A & B
Vollziegel, Hochlochziegel & Füllziegel
Kalksandsteinmauerwerk
1800 – 2400
550 – 1000
1200 – 2400
1000 – 2200
0,81 – 1,4
0,27 – 0,45
0,50 – 1,4
0,50 – 1,3
Holz- & Holzwerkstoffe
Fichte, Kiefer, Tanne (Nadelholz)
Buche, Eiche (Laubholz massiv)
Holzspan-Flachpressplatten (OSB-Platten)
Sperrholz
600
800
700
800
0,13
0,20
0,13
0,15
Abdichtungstoffe & Beläge
Kunststoffbeläge
Bitumendachbahnen & nackte Bitumenbahnen
1500
1200
0,23
0,17
Wärmedämmstoffe
Mineralwolleplatten
Holzwolle-Leichtbauplatten
Expandierters Polystysrol (EPS)
Extrudiertes Polystyrol (XPS)
Polyurethan Hartschaum (PUR)
Holzfaserdämmplatten (DIN 68755)
Schaumglas (DIN 18174)
Aerogel – Mattenware
Vakuum-Isolations-Paneele (VIP)
8 – 500
360 – 460
25
25
25
120 – 450
100 – 200
150
25
0,031 – 0,050
0,065 – 0,090
0,030 – 0,040
0,026 – 0,040
0,023 – 0,040
0,040 – 0,070
0,045 – 0,060
0,015 – 0,021
0,007
Sonstige, gebräuchliche Stoffe
Glas
Stahl
Aluminium
Luft
2500
7000
2500
1,2
0,80
15 - 60
230
ca. 0,026 (Stoffwert; kein Bemessungswert für Luftschichten)
Wärmeübergang
Der Wärmeaustausch zwischen Umgebung und Bauteiloberfläche wird in Berechnungen durch Wärmeübergangswiderstände beschrieben. Für U-Wert-Berechnungen gelten die jeweiligen Randbedingungen der DIN EN ISO 6946. Für die Untersuchung von Oberflächentemperaturen und den Mindestwärmeschutz sind die zum Nachweisziel passenden Randbedingungen anzusetzen; diese sind nicht mit den Bedingungen einer energetischen Ψ-Wert-Berechnung gleichzusetzen. Die folgende Tabelle zeigt typische Ansätze für die U-Wert-Berechnung.
Rsi in [m2*K/W]
Rse in [m2*K/W]
Wärmestrom nach oben
0,10
0,04
Wärmestrom horizontal
0,13
0,04
Wärmestrom nach unten
0,17
0,04
gem. DIN EN ISO 6946 für wärmeschutztechnische Berechnungen:
An einer Grenzfläche zwischen Bauteil und Erdreich wird kein äußerer Wärmeübergang an die Außenluft angesetzt. Der Einfluss des Erdreichs ist über das maßgebliche Verfahren, die Modellgeometrie und die Randbedingungen zu berücksichtigen; Rse = 0 allein beschreibt den Wärmetransport durch das Erdreich nicht vollständig.
Wärmedurchlasswiderstand
Der Vorgang der Transmission in einer beliebigen Bauteilschicht wird allgemein als Wärmedurchgang bezeichnet. In diesem Zusammenhang wird der Wärmedurchlasswiderstand R einer Baustoff- bzw. Luftschicht auf einer Referenzfläche von 1 m² bei einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin zwischen der inneren und äußeren Oberfläche des Bauteils betrachtet. Je größer dieser Wärmedurchlasswiderstand R ist, desto besser ist die wärmedämmende Wirkung des Bauteils. Die Widerstandszahl ist der Quotient aus der Dicke d und der Wärmeleitfähigkeit λ des Bauteils.
Zur Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes Rg einer Luftschicht oder eines Luftraumes Ru stellt die DIN EN ISO 6946 abhängig von der Geometrie der betrachteten Schicht und dem Emissionsgrad der Oberflächen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Im Rahmen von Simulationen bzw. Berechnungen von Wärmebrücken sind diese in Abhängigkeit der betrachteten Konstruktion entsprechend anzuwenden.
Wärmebrücke
Eine Wärmebrücke ist ein Bereich der Gebäudehülle, in dem sich der Wärmestrom gegenüber dem ungestörten Bauteil verändert. Ursachen können unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten, Änderungen der Bauteildicke oder das Verhältnis von Innen- zu Außenoberfläche sein. DIN EN ISO 10211:2018-03 beschreibt die Modellierung und numerische Berechnung zweidimensionaler und dreidimensionaler Wärmebrücken.
Wärmebrückenwelt von therm-ings · Fachlich überarbeitet am 7. Oktober 2026. DIN EN ISO 10211 · DIN 4108-2 · DIN 4108 Beiblatt 2 · Gebäudeenergierecht § 24