Wärmeleitfähigkeit

Im Fokus der Bauphysik

Die Wärmeleitfähigkeit λ eines Stoffs wird in W/(mK) angegeben. Die Zahl gibt Auskunft darüber, welche Wärmemenge Q durch eine 1 m dicke Schicht transportiert wird, wenn sich die Temperatur um ein Kelvin ändert. Je kleiner λ ist, umso besser ist das Dämmvermögen eines Baustoffes. 

Gallerie

Die Wärmeleitfähigkeit kann nur experimentell ermittelt werden. Sie hängt von einer Reihe von verschiedenen physikalischen und chemischen Faktoren des Materials ab:

  • Wärmeleitfähigkeit des Basismaterial
  • Art, Größe und Anordnung der Poren oder Zellen
  • Systemdruck p (Art und Druck der Gasfüllung in den Poren)
  • Struktur der festen Bestandteile (kristallartig, glasig, faserig)
  • Rohdichte
  • Feuchtegehalt 
  • Temperatur

Rohdichte und der Feuchtegehalt sind besonders bedeutend für die Bauphysik. Für bauphysikalische Berechnungen – zum Beispiel die Ermittlung des U-Wertes – werden normierte Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit verwendet (siehe Artikel zum Thema).

Einfluss von Rohdichte und Feuchtegehalt

Bau- und Dämmstoffe sind in der Regel mehr oder weniger poröse Stoffe. Für die Wärmeleitfähigkeit ist also neben der Wärmeleitfähigkeit des Basismaterials auch die Rohdichte ausschlaggebend. Das gilt vor allem für Materialien wie Kork, SchaumglasPolystyrol-Partikelschaum und Produkte aus geblähtem Perlit. Vereinfacht gesagt: je kleiner der Porenanteil, desto höher die Rohdichte und somit auch die Wärmeleitfähigkeit dieser Baustoffe. Die Rohdichte spielt auch für Mineralfasererzeugnisse eine Rolle, noch vielmehr bestimmen jedoch die Faserqualität und Faserorientierung die Dämmeigenschaften. Auch der Feuchtegehalt eines Baustoffs beeinflusst seine Wärmeleitfähigkeit enorm. Mit steigendem Wassergehalt nimmt sie mitunter stark zu, vor allem bei faserigen Dämmstoffen.

Wärmeleitfähigkeit und Materialalterung

Wie sich die die Wärmeleitfähigkeit von geschlossenzelligen Schaumkunststoffen PUR und XPS langfristig verhält, ist abhängig vom enthaltenen Treibmittel. Entscheidend ist neben Art und Menge auch die Frage, ob und wie lange es in der ursprünglichen Konzentration in den Schaumstoffzellen verbleibt. Die Treibmittel, deren Wärmeleitfähigkeit erheblich niedriger als die der Luft sind, verbleiben infolge der hohen Geschlossenzelligkeit des Dämmstoffes langfristig im Hartschaum. Eine auf das Material aufgebrachte, diffusionsdichte Deckschicht – oft ist sie metallisch – kann ein möglicher geringfügiger Diffusionsverlust beziehungsweise Zellgasaustausch mit Luft reduziert werden.

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