Der U-Wert, das unverstandene Wesen

U-Wert

Bild: Rainer Sturm / pixelio

Der U-Wert eines Fensters, was ist das? In der vorherigen Folge haben wir gelernt, dass die Anzahl der Kammern eines Fensterprofils keine wertvolle Aussage trifft. Dies leistet hingegen ein Kennwert, mit dem wir uns in dieser zweiten Folge beschäftigen.

Ein alter Bekannter mit neuem Namen

Man hört und liest von einem U-Wert erst seit etwa einer Generation, doch so neu ist er nicht. Als diese technische Kennzahl aus den Physiklaboren ausgebrochen ist, fand sie ihren Eingang in den Wortschatz des Verbrauchers zunächst als K-Wert. Und so heißt sie in der Verfahrenstechnik auch heute noch, ist jedoch in der Bautechnik populärer, und wird dort U-Wert genannt. Der Begriff bedeutet in beiden Fällen das Gleiche, es handelt sich dabei um einen Koeffizienten. Das bedeutet “Beiwert” und ist ein konstanter Faktor zu einer veränderlichen Größe (wie es beispielsweise die Fläche einer Fensterscheibe ist).

Was also ist nun die Aufgabe dieser Kennzahl?

Mit dem U-Wert wird ausgedrückt, wie viel die Wärme innerhalb einer bestimmten Zeit durch ein festes Medium hindurchgeht. Es wird also der Wärmeverlust ermittelt. Raumluft und Umgebungsluft sind in den seltensten Fällen identisch. Sie haben jedoch den Drang, sich anzugleichen. Wie passiert das durch geschlossene Fenster? Die wärmere Luft „attackiert“ ein Bauteil, beispielsweise das Rahmenprofil und das Scheibenpaket, und erwärmt dieses auf ihrer Seite. Das Bauteil gibt seinerseits die Erwärmung auf seiner Kehrseite wieder an die dortige Luft ab. Das kostet Zeit. Wie viel Zeit ist abhängig von der Transportkapazität des Bauteils. Und die wiederum hängt vom verwendeten Material ab.

Der U-Wert ist ein Quotient

Die Zeit des Wärmedurchganges und die Transportleistung des Bauteiles kann man beide messen und folglich auch zueinander in Beziehung setzen. Was man dann als Ergebnis erhält, ist der gesuchte Quotient. Dieser gibt also an, wie flott der Temperaturunterschied zwischen draußen und drinnen ausgeglichen wird. Ein kleiner U-Wert ist also grundsätzlich “besser” als ein großer Wert. 

Ein Fenster besteht aus einer Kombination von Rahmen und Scheibenpaket. Deshalb kombinieren sich hierbei entsprechend die Koeffizienten U(f) – f = Frame, engl. “Rahmen” – und U(g) – g = glazing, engl. “Verglasung” – zu einem Gesamtwert U(w) – w = Window, engl. “Fenster”. Logischerweise verändert sich dieser Gesamtwert also auch, wenn in das Profil ein anderes Scheibenpaket eingesetzt wird, wie zum Beispiel ein Sicherheitsverbundglas in den Brüstungsbereich eines bodentiefen Fensters.

Woraus sich dieser Quotient errechnet

Bei den Größen, die den U-Wert ergeben, handelt es sich um die Transportleistung des Mediums in Watt (W) bezogen auf einen Quadratmeter durchgangener Fläche und den Temperaturunterschied in Grad Kelvin (K), in der Langform heißt das dann W/m2 K. Die betrachtete Zeit ist dabei eine Stunde und findet in der Formel keine explizite Erwähnung. Die Einheit Kelvin bezeichnet dabei ein Wärmegrad: zwischen der absoluten Temperatur +20° C innen und der absoluten Temperatur +19° C außen beträgt der Unterschied 1° K. Ein Kelvingrad entspricht also “mengenmäßig” 1:1 einem Celsiusgrad – mit dem einzigen Unterschied, dass es keinen absoluten Wert, sondern einen Differenzbetrag bezeichnet. Das Watt (W) verorten wir zwar gewohnheitsmäßig in der Welt der elektrischen Leistung, ist aber eigentlich ganz allgemein die Maßeinheit für Leistung im physikalischen Sinne. Mit dem Quadratmeter durchgangener Fläche ist dabei die Ansichtsfläche des Bauteils, hier also des Fensters, gemeint, mithin so, wie auch unser Blick durch das Fenster geht. Auch bei der Außenwand ist freilich nicht die Fläche der Mauer im Grundriss gemeint, sondern die Wärme flieht gewissermaßen so durch die Wand, als schaute sie wie wir Menschen dort hindurch.

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