U-Wert verstehen und bewerten
Sechs Kennwerte – wie sie unser Heim beeinflussen
Beim Betrachten einer U-Wert-Berechnung fühlt man sich schnell von Zahlen, Formeln und Fachbegriffen erschlagen.
Um jedoch eine gute Entscheidung für das eigene Heim treffen zu können, sollte man die wichtigsten Kennwerte verstehen und ihre Bedeutung einschätzen können.
Dafür muss niemand sämtliche Berechnungen selbst nachvollziehen. Diese Arbeit übernehmen heute sehr zuverlässig moderne Computerprogramme, die teilweise sogar kostenlos verfügbar sind.
Bei der Auswahl der Materialien und der Zusammenstellung des Schichtenaufbaus sollte jedoch ein Fachmann hinzugezogen werden. Denn auch das beste Berechnungsprogramm kann nicht verhindern, dass ein falsch geplanter Aufbau zu gravierenden Bauschäden führt.
Die sechs wichtigsten Kennwerte haben wir im Bild kurz und verständlich erklärt. Sie helfen dabei, die Eigenschaften einer Konstruktion besser einzuschätzen und unterschiedliche Lösungen miteinander zu vergleichen
Man muss nicht alles wissen. Man muss nur an alle sechs denken.
Zwei Dächer – ein U-Wert. Aber auch die gleiche Wirkung?
Um zu zeigen, wie unsere sechs Kennwerte zusammenwirken, betrachten wir zwei unterschiedliche Dachkonstruktionen.
Beide Beispiele zeigen die Sanierung eines bestehenden Daches mit 12 cm hohen Sparren. Beide erreichen den gleichen U-Wert von 0,14 W/(m²K) – allerdings mit unterschiedlichen Dämmstoffen und Schichtenaufbauten.
Anhand dieser beiden Beispiele werden wir die Berechnungen Schritt für Schritt vergleichen und herausfinden, warum ein identischer U-Wert noch lange nicht bedeutet, dass sich zwei Dächer bauphysikalisch gleich verhalten.
Dach 1 – Mineralwolldämmung
Dach 2 – Holzfaserdämmung
Hitzeschutz – wenn Stunden den Unterschied machen
Stellen wir uns einen heißen Sommertag vor. Um 12:00 Uhr mittags erreicht die Temperatur an der Außenseite unserer beiden Dächer ihren höchsten Wert.
Dach 1 mit Mineralwolldämmung: Nach rechnerisch 7 Stunden und 36 Minuten, also gegen 19:36 Uhr, erreicht die Temperaturwelle ihren Höchstwert an der Innenseite des Daches.
Dach 2 mit Holzfaserdämmung: Hier dauert es 15 Stunden. Die Temperaturspitze erreicht die Innenseite erst gegen 3:00 Uhr morgens am folgenden Tag.
Doch nicht nur die Uhrzeit unterscheidet sich. Auch die Stärke der Temperaturschwankung ist verschieden.
Bei einer angenommenen Temperaturschwankung von 20 °C an der Dachaußenseite beträgt die rechnerische Schwankung an der Innenseite bei Dach 1 rund 1,16 °C, bei Dach 2 dagegen nur 0,37 °C.
Das bedeutet: Die Temperaturschwankung an der inneren Dachoberfläche ist bei Dach 1 etwa dreimal so groß wie bei Dach 2.
Die Holzfaserkonstruktion verzögert die Temperaturwelle also nicht nur länger, sondern schwächt sie auch deutlich stärker ab.
Auch bei der Wärmespeicherfähigkeit zeigt sich ein Unterschied: Die inneren Schichten von Dach 2 können bei gleicher Temperaturänderung rund 40 % mehr Wärme speichern als die von Dach 1.
Wichtig zu wissen: Unsere Uhrzeiten sind ein vereinfachtes Beispiel mit einer angenommenen Temperaturspitze um 12:00 Uhr. Die tatsächliche Temperatur im Dachgeschoss hängt auch von Fenstern, Sonnenschutz, Lüftung und weiteren Bauteilen ab. Unsere Berechnungen vergleichen zunächst ausschließlich die Eigenschaften der beiden Dachkonstruktionen.
Das Wichtigste auf einen Blick
Phasenverschiebung: Sie beschreibt, wie viele Stunden eine Temperaturwelle benötigt, um von der Außenseite eines Bauteils bis zur Innenseite zu gelangen. Je länger diese Verzögerung, desto später erreicht die Erwärmung den Innenraum.
Temperaturamplitudendämpfung: Sie zeigt, wie stark die täglichen Temperaturschwankungen auf dem Weg durch das Bauteil abgeschwächt werden. Je höher der Wert, desto geringer fällt die Temperaturschwankung auf der Innenseite aus.
Wärmespeicherfähigkeit: Sie beschreibt, wie viel Wärme ein Baustoff oder eine Bauteilschicht bei einer Temperaturänderung aufnehmen kann. Besonders die raumseitigen Schichten beeinflussen das Verhalten der Innenoberfläche.
Gut aufeinander abgestimmte Bauteilkonstruktionen können Temperaturspitzen deutlich abschwächen und tragen so zu einem besseren Wohnklima bei.
Tauwasser schadet nicht, wenn es wieder austrocknet!
Feuchtigkeit lässt sich in einer Dachkonstruktion nicht immer vollständig vermeiden. Entscheidend ist nicht allein, wie viel Tauwasser entsteht, sondern vor allem, ob es wieder ausreichend austrocknen kann.
Wie wichtig die Rücktrocknung ist, zeigen unsere beiden Beispiele. Zwei nahezu identische Flachdächer mit gleichem U-Wert und gleicher Dämmung – lediglich die Dampfbremse unterscheidet sich.
Das überraschende Ergebnis: Obwohl bei einem Dach mehr Tauwasser entsteht, benötigt es rechnerisch nur halb so lange zum Austrocknen.
Die folgenden Berechnungen zeigen, warum beim Feuchteschutz nicht nur die Entstehung von Tauwasser, sondern auch die Rücktrocknung entscheidend ist.
Die folgenden Ubakus-Berechnungen sind vereinfachte Musterbeispiele unter festgelegten Klimabedingungen. Sie verdeutlichen die Bedeutung der Rücktrocknung, berücksichtigen jedoch nicht alle Feuchtetransportvorgänge und ersetzen keinen vollständigen hygrothermischen Feuchteschutznachweis ( WUFI Berechnung ) bei Grenzkonstruktionen in Wand und Dach.
Dach 1 – Feste Dampfbremse
Dach 2 – Feuchtevariable Dampfbremse
Was uns die beiden Berechnungen über den Feuchteschutz zeigen
Auf den ersten Blick unterscheiden sich unsere beiden Flachdächer kaum. Beide haben einen U-Wert von 0,17 W/(m²K), die gleiche Dämmung und nahezu den gleichen Schichtenaufbau. Der wesentliche Unterschied liegt in der Dampfbremse.
Dach 1 – Feste Dampfbremse
Bei der festen Dampfbremse mit einem sd-Wert von 10 m entstehen rechnerisch 108 g Tauwasser pro Quadratmeter. Das klingt zunächst nach wenig Feuchtigkeit.
Das Problem zeigt sich jedoch bei der Rücktrocknung: Die Berechnung ergibt eine Trocknungsdauer von 128 Tagen. Damit wird die angesetzte Verdunstungsperiode von 90 Tagen deutlich überschritten.
Die Feuchtigkeit kann unter diesen Bedingungen nicht vollständig austrocknen. Besonders kritisch ist die OSB-Platte auf der kalten Seite der Dämmung. Bleibt dort über längere Zeit Feuchtigkeit zurück, können Schäden an den Holzwerkstoffen entstehen.
Leider findet man solche Dachaufbauten auch heute noch in der Baupraxis. Dabei ist von außen häufig nicht zu erkennen, dass sich im Inneren der Konstruktion Feuchtigkeit ansammeln kann.
Dach 2 – Feuchtevariable Dampfbremse
Bei der feuchtevariablen Dampfbremse entsteht mit 127 g/m² sogar etwas mehr Tauwasser.
Trotzdem fällt das Ergebnis günstiger aus: Die berechnete Trocknungsdauer beträgt nur 64 Tage. Die Feuchtigkeit kann innerhalb der angesetzten Verdunstungsperiode vollständig zurücktrocknen.
Der Grund liegt in der besonderen Eigenschaft der feuchtevariablen Dampfbremse: Ihr Diffusionswiderstand verändert sich abhängig von den Feuchtebedingungen. Dadurch kann sie unter geeigneten Bedingungen die Rücktrocknung zur Raumseite erleichtern.
Was bedeutet das für die Praxis?
Unsere beiden Beispiele zeigen deutlich: Mehr Tauwasser, das wieder austrocknen kann, kann weniger problematisch sein als eine geringere Feuchtigkeitsmenge, die dauerhaft in der Konstruktion verbleibt.
Bei Dach 1 besteht die Gefahr, dass die Feuchtigkeit innerhalb der angesetzten Trocknungsperiode nicht vollständig entweichen kann. Wiederholt sich dieser Vorgang über mehrere Jahre, kann sich unter ungünstigen Bedingungen immer mehr Feuchtigkeit in der Konstruktion ansammeln.
Solche ungünstigen Bedingungen können beispielsweise durch die Beschattung des Daches entstehen. Auch nachträglich installierte Photovoltaikanlagen können die Sonneneinstrahlung auf die Dachoberfläche verringern und damit die Erwärmung und Rücktrocknung der Konstruktion beeinflussen.
Gerade bei Flachdächern kann dies kritisch sein, da die sommerliche Erwärmung der Dachabdichtung wesentlich zur Rücktrocknung in Richtung Innenraum beitragen kann.
Das Heimtückische daran: Von außen ist zunächst möglicherweise überhaupt kein Schaden zu erkennen. Während die Dachfläche noch völlig intakt erscheint, können sich im Inneren bereits günstige Bedingungen für Schimmelpilze und holzzerstörende Pilze entwickeln. Im schlimmsten Fall wird die Holzkonstruktion über Jahre erheblich geschädigt, ohne dass die Bewohner etwas davon bemerken.
Hinzu kommt Feuchtigkeit durch äußere Einflüsse.
Beispielsweise können undichte Anschlüsse, beschädigte Abdichtungen oder schadhafte Anschlussfugen dazu führen, dass zusätzlich Wasser in die Konstruktion eindringt. Auch Baufeuchte durch Estrich und Putze sind zu berücksichtigen.
Bei Dach 1 kann diese zusätzliche Feuchtigkeit aufgrund der eingeschränkten Rücktrocknung besonders problematisch werden. Wird der Schaden erst spät entdeckt, kann es notwendig sein, die Konstruktion zu öffnen, durchfeuchtete Dämmstoffe auszutauschen und geschädigte Holzbauteile zu sanieren.
Dach 2 bietet durch die feuchtevariable Dampfbremse unter geeigneten Bedingungen eine bessere Möglichkeit zur Rücktrocknung in Richtung Innenraum. Dadurch können auch unvorhergesehene Feuchtigkeitsbelastungen unter Umständen besser abgeführt werden.
Das bedeutet allerdings nicht, dass Dach 2 dauerhaft eindringendes Wasser schadlos verkraften kann. Auch hier müssen Undichtigkeiten rechtzeitig erkannt und beseitigt werden.
Das Wichtigste auf einen Blick
Tauwasser schadet nicht, wenn es wieder austrocknet!
Feuchtigkeit lässt sich in einer Konstruktion nicht immer vollständig vermeiden. Entscheidend ist nicht allein, wie viel Tauwasser entsteht, sondern vor allem, ob es wieder ausreichend austrocknen kann.
Sorgfältige Planung und gewissenhafte Ausführung sind beim Feuchteschutz das A und O
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