Materialeigenschaften und Wärmeschutz

Grundlage des Wärmeschutzes und des energetisch optimierten Bauens bilden Baustoffe mit materialtypischen Eigenschaften, wie der Rohdichte und der daraus resultierenden Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK] ist zugleich der entscheidende Kennwert für die Dämmeigenschaft eines Baustoffs. Gute Dämmeigenschaften besitzen Materialien, bei denen die Rohdichte gering ist, oder die einen großen luftgefüllten Porenanteil besitzen.

Aufgrund eines hohen luftgefüllten Porenanteils hat der Dämmstoff Schaumglas eine geringe Rohdichte und damit eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,04 - 0,06 W/mK
Hohe Rohdichte, hohe Wärmeleitung: der Baustoff Marmor
Materialeigenschaften und Wärmeschutz

Da jedoch die Anzahl der Baustoffe gering ist, welche auf natürliche Weise über diese Eigenschaften verfügen, wurden in den vergangenen Jahrzehnten vielfältige Verfahren entwickelt, um den Porenanteil in den Baustoffen künstlich zu erhöhen. Damit wurde Masse gegen Luft ersetzt. Die Wärmeleitfähigkeit der Materialien wurde damit verschlechtert (verringert) bzw. die Dämmfähigkeit verbessert. Diese Entwicklung hatte zugleich auch Einfluss auf die Tragfähigkeit von einzelnen Baustoffen, wie z.B. bei Mauerwerkssteinen, wenn diese zusätzliche Anforderungen erfüllen müssen.

Tragende Baustoffe besitzen im Regelfall eine hohe Rohdichte, was wiederum für ein hohes Gewicht steht, und damit für eine schwere Konstruktion. Die Rohdichte gibt sowohl Auskunft über das Gewicht pro m³, als auch die daraus resultierende Leitfähigkeit eines Materials. Eine hohe Rohdichte führt zu einer besseren Wärmeleitung, da wesentlich mehr Moleküle vorhanden sind. Zwischen den Molekülen erfolgt die Übertragung der Wärmeenergie über Stoßimpulse.

Damit lässt sich vereinfacht sagen: je höher die Rohdichte ist, umso schwerer und wärmeleitfähiger ist ein Material. Vergleicht man die unterschiedlichen Baumaterialien, so lässt sich dieser Zusammenhang sowohl bei mineralischen als auch organischen Stoffen erkennen (siehe nachfolgende Tabelle).

Besonders deutlich wird dies bei den Dämmstoffen, deren Wärmeleitfähigkeiten dadurch wesentlich niedriger sind (siehe Abb. 5).

Fachwissen zum Thema

Der Feuchteschutz spielt eine wesentliche Rolle, um einen funktionierenden Wärmeschutz zu gewährleisten.

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Übersicht einiger üblicher Dämmstoffe für unterschiedliche Anwendungsbereiche

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Der U-Wert bildet die Grundlage für die energetische Bewertung von allen Außenbauteilen, die beheizte Innenräume von Außenräumen oder unbeheizten Innenräumen abgrenzen (Abb.: PHED - Passivhaus Engeldamm in Berlin-Kreuzberg, Scarchitekten, 2012)

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Der U-Wert als bauphysikalische Kenngröße

Bei einem Gebäude treten Wärmeströme vom beheizten zum unbeheizten Innenraum bzw. dem Außenraum auf (Abb.: ehem. Zollverein School of Management and Design in Essen, Sanaa, 2006).

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