Berechnung Wärmedurchgangskoeffizient

Wärmedurchgang durch ein Bauteil:
- Wärmeübergang von der Luft zur inneren Oberfläche
- Wärmedurchlass durch die Schichten
- Wärmeübergang von der äußeren
  Oberfläche zur Luft.

Wärmeübergang

Für Wärmeübergangswiderstände RS innen/außen gilt nach DIN 4108-4 bei gleicher Luftströmung

RSi  =  RSe  =  0,13 m2 K / W

Wärmedurchlass

Der Wärmedurchlasswiderstand R ist direkt proportional zur Bauteildicke:

R  =  d / λ    [m² K / W]

    d  =  Dicke des Bauteils   
    λ  =  Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit
            (siehe Tabelle)

Bei mehrschichtigen Bauteilen werden die R-Werte der einzelnen Schichten addiert:

R  =  R1 + R2 + R3 … + Rn  =  d1 / λ1 + d2 / λ2 + d3 / λ3 +  … + dn / λn  [m2 K / W]

Wärmedurchgangskoeffizient

Der Wärmedurchgangswiderstand RT des gesamten Bauteils wird durch Addition der Wärmeübergangswiderstände zum Wärmedurchlaßwiderstand ermittelt:

RT =  RSi + R + RSe   [m2 K / W]

Der Wärmedurchgangskoeffizient U entspricht dem Kehrwert des Wärmedurchgangswiderstandes:

U = 1 / RT = 1 / (RSi + R + RSe) [W / m2 K]

Berechnungsbeispiel, Rechenwerte

Berechnungsgrundlage sind die Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit λ der eingesetzten Baustoffe nach DIN EN 12524. Die Angabe für die Röhrenspanplatte folgt dabei internen Messungen und orientiert sich an Spanplatten mit einer Rohdichte von 300 kg/m3.

Baustoff Dichte λ
kg/m³ W/mK

Nadelholz
Spanplatte (FPY)

harte Holzfaserplatte
weiche Holzfaserplatte
Röhrenspanplatte
(ca. 55% VSP)
Kork
Aluminium

ca.   500
ca.   600
ca.   900
ca.   800
ca.   250

ca.   300
ca.   220
2700

0,13
0,14
0,18
0,18
0,07

0,10
0,04
237

Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten U eines Türblattes mit einer Röhrenspaneinlage:

- Türblattdicke ca. 40 mm; davon Röhrenspanplatte
   d = 33 mm, je HDF-Deck d = 3 mm
- Wärmedurchlasswiderstand R  =  0,003 / 0,18 + 
   0,033 / 0,10 + 0,003 / 0,18  =  0,36  m2 K / W
- Wärmeübergangswiderstand
   RSi  =  RSe  =  0,13 m2 K / W
- Wärmedurchgangswiderstand
   RT  =  0,13 + 0,36 + 0,13  =  0,62 m2 K / W
- Wärmedurchgangskoeffizient
   U  = 1 / RT  =  1 / 0,62  =  1,60 W / m2 K

Ergebnis

Der Wärmeschutz von Türblättern in Wohnungs-Eingangstüren ist nicht eigens genormt. Ein Vergleich jedoch ergibt: Ein 40 mm dickes Türblatt der genannten Konstruktion erfüllt nach DIN 4108-2 die Mindestanforderungen an Treppenraumwände von
R ≥ 0,25 m2 K / W (bzw. U ≤ 1,96 W / m2 K).