Bauherren-Frage: Was ist der U-Wert und wie kann man den U-Wert überhaupt vergleichen?

Der U-Wert ist der Wärmedurchgangswiderstand eines Bauteils. Je niedriger er ist, desto weniger Wärme geht durch das Bauteil. Er beschreibt wieviel Leistung [W] pro m² Bauteilfläche [m²] benötigt wird, um einen Temperaturunterschied [K] aufrecht zu erhalten, zusammen als Einheit geschrieben W/(m²K).

Im EnEV-Nachweis und im Energieausweis wird der U-Wert benötigt, um den gesamten Energieverlust über die Gebäudehülle zu berechnen. Der U-Wert des Bauteils wird mit der Fläche und den genormten Innen- und Außentemperaturen multipliziert. Dafür wird für jeden Monat eine mittlere Außenlufttemperatur zugrunde gelegt und alle 12 Monate stundenweise aufsummiert. So bekommt man am Ende einen Heizenergiebedarf in kWh/a.

Auch die Heizlast wird mit Hilfe des U-Werts berechnet. Hier wird je nach Klimaregion ein statistischer kalter Tag angesetzt (meist um die -10°C) und die Leistung berechnet, die benötigt wird, um bei eben diesen kalten Außentemperaturen die genormte Innenlufttemperatur zu erreichen.

Leider sagt der U-Wert an sich noch nicht viel über den Energiestandard eines Gebäudes aus, denn der hängt auch maßgeblich von der Geometrie und der eingesetzten Technik ab. Ich versuche aber trotzdem mal einige Vergleichsrechnungen zu machen, um sich die Auswirkungen des U-Wertes bildlich vorstellen zu können.

Wir definieren zuerst einmal ein Beispiel:

  • Wohnzimmer, 35m²
  • 5m x 7m x 2,8m
  • Zwei Außenwände, Boden gegen Erdreich, Decke und Innenwände zu anderen beheizten Räumen (der Einfachheit halber sind alle Flächen im mittleren U-Wert eingerechnet)

Wieviele Menschen benötige ich, um verschiede U-Werte auszugleichen?

Gesamte Fläche der Außenwände und des Bodens: 68,6m²
Temperaturdifferenz zwischen innen (20°C) und außen (-5°C): 25K

U-Wert[W/m²K]
0,350,501,0
Heizlast [W]600,25857,51715,0

Bei einem mittleren U-Wert von 0,35W/m²K, z. B. üblich im Passivhausbereich oder KfW 40-Häusern, braucht man bei -5°C Außenlufttemperatur ca. 6 Menschen die sich ruhig bewegen oder sitzen (dann geben diese um die 100W an Wärmeleistung ab), um den Raum auf 20°C zu heizen.

Verringert man den mittleren U-Wert auf 0,5W/m²K, das ist in etwas EnEV-Neubau-Standard, benötigt man schon 8,5 Menschen.

Bei einem mittleren U-Wert von 1,0W/m²K, bei älteren Häusern üblich, bräuchte man 17 Menschen um den Raum ohne Heizung warm zu halten.


Wie hoch ist die Oberflächentemperatur der Wände bei verschiedenen U-Werten?

Der U-Wert ist ausschlaggebend für die Oberflächentemperatur des jeweiligen Bauteils. Je schlechter, desto kälter ist die Oberfläche. Den Unterschied zwischen einer kalten Außenwand in einem Altbau und einer gedämmten Neubauwand kennt wohl jeder.

Betrachtet man das Bauteil zeitunabhängig, bzw. verändert die Temperaturen innen und außen nicht, so stellt sich ein linearer Temperaturverlauf im Bauteil ein. An den Wandoberflächen bildet sich eine ruhende Luftschicht, die einen sogenannten Übergangswiderstand für die Wärme bildet. Diese sind physikalisch fix beschrieben, z. B. bei einer Wand innen 0,13m²K/W und außen 0,04m²K/W. Hinzugerechnet wird der U-Wert (als Kehrwert!), um den gesamten Widerstand des Bauteils zu bekommen. Anhand der Verhältnisse der Widerstände wird dann die Temperaturdifferenz aufgeteilt. Das bedeutet, dass der Anteil des Wärmeübergangswiderstand größer wird, wenn der U-Wert schlechter wird.

U-Wert[W/m²K]
0,100,350,50
Temperaturzwischen den Schichten [°C]
Innenluft20,00 20,00 20,00
Oberfläche
innen
19,6818,9317,22
Oberfläche
außen
-4,90-4,67-4,15
Außenluft-5,00 -5,00 -5,00

Bei Passivhausbauteilen, die einen U-Wert von ca. 0,1W/m²K haben, ist die Oberflächentemperatur fast identisch mit der Raumlufttemperatur. Macht physikalisch auch Sinn, denn der Wärmedurchgang liegt nahe bei 0. Bei einem EnEV-konformen U-Wert hat die Wand schon über 1°C Verlust gegenüber der Raumluft und im Altbau sind es fast 3°C.


Wie hoch sind die Innenlufttemperaturen bei gleicher Heizlast?

Als Referenz nehmen wir die 600W Heizlast für ein hochgedämmtes Passivhaus. Daher ist die errechnete Innenlufttemperatur, bei -5°C Außenlufttemperatur, auch 20°C. Bei einem mittleren U-Wert von 0,5W/m²K erreichen wir mit 600W Heizleistung nur noch 12,5°C und bei einem mittleren U-Wert von 1,0W/m²K sogar nur auf knapp 4°C!

U-Wert[W/m²K]
0,350,501,00
Temperaturinnen[°C]
20,0012,493,75

Beispielhafte U-Werte verschiedener Bauepochen

Zusätzlich möchte ich euch noch eine Tabelle an die Hand geben, herausgegeben vom BBSR. Dort sind beispielhafte U-Werte verschiedener Konstruktionen, je nach Bauphase, der letzten 100 Jahre aufgeführt. Hier der Link und ein Auszug für Außenwände:

KonstruktionBaujahrU-Wert
[W/m²K]
Mauerwerk,
monolithisch
bis 19181,65
Fachwerkbis 19181,66
Mauerwerk,
monolithisch
1947-781,14
Mauerwerk,
2-schalig
1969-781,01
Mauerwerk,
verkleidet
1969-780,78
Mauerwerk,
12cm gedämmt
saniert0,24
Mauerwerk,
16cm gedämmt
saniert0,22

Ich hoffe ich konnte euch etwas zeigen, wie man eine Angabe des U-Wertes beurteilen kann. Als Fazit kann ich euch raten, euch besser den EnEV-Nachweis oder Energieausweis (unbedingt als Bedarfsausweis) anzuschauen. Diese Werte, besonders der Heizenergiebedarf, sind viel aussagekräftiger, weil sie eben die Geometrie des Gebäudes ebenso mit berücksichtig.


Habt ihr Fragen, die ihr einem Bauphysiker schon immer stellen wollt? Dann besucht doch einfach meine Facebook-Seite. Dort beantworte ich regelmäßig eure Fragen rund um die Bauphysik.


* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Fachliteratur bedienen.

Kurz gefragt – Kurz geantwortet: Wofür brauche ich einen Bauphysiker

Einen Bauphysiker brauchst du in verschiedenen Situationen:

– Für den Bauantrag: Er erstellt den Wärmeschutz- und den Schallschutznachweis und überprüft und bestätigt die Ausführung für die Fertigbauabnahme.

Fachberatung: Er ist Experte für Wärme, Feuchte und Schall und berät bei Fragen, die vor oder während der Bauausführung auftreten.

Detailplanung von Wärmebrücken oder des Feuchteschutzes.

– Analyse und Gutachten von klimabedingten Bauschäden und Schimmel.

– Finanzielle Förderung von energieeffizienten Bauvorhaben wie z.B. KfW-Förderung, BAFA oder Passivhäuser.

Was ist eigentlich der Unterschied zwischen einem Architektenhaus und einem Fertighaus?

Wenn ihr andere Leute fragt, wie ihr Haus gebaut wurde, kommt meist nur einer dieser beiden Antworten: „Wir haben ein Architektenhaus gebaut“ oder „Wir haben ein Fertighaus gebaut“. Aber wo genau besteht der Unterschied? Und gibt es noch andere Möglichkeiten?

Um die Rolle des Planers zu verstehen, muss man sich kurz das öffentlich-rechtliche Prozedere der Bau-Ordnungen in Deutschland anschauen. Je nach Gebäudeklasse und länderspezifischer Bau-Ordnung muss ein bauvorlageberechtigter Entwurfsverfasser den Bauantrag stellen. Dazu müssen Wärmeschutznachweis, Schallschutznachweis und Brandschutzkonzept entweder bei Baubeginn vorliegen, zum Antrag mit eingereicht werden oder der Entwurfsverfasser muss die Konformität bestätigen. Am Ende wird vom örtlichen Bauamt eine Fertigbauabnahme gemacht und von einem Sachverständigen die geplanten Wärme- und Schallschutzmaßnahmen bestätigt.

Entwurf, Zeichnung, Bauantrag

Der Planer ist also zuständig für den Bauantrag. Aber: er kann euch auch den Grundriss entwerfen. Und genau da liegt der grundsätzliche Unterschied. Entscheidet ihr euch für ein Fertighaus, sucht ihr euch einen Grundriss aus dem Katalog aus und könnt in der Regel nur marginale Dinge ändern – wenn überhaupt. Ein Architektenhaus ist ein für euch individuell geplantes Haus. Dabei ist es letztlich egal, ob ihr einen Architekten für den gesamten Entwurf beauftragt, euren Grundriss selber anfertigt und zeichnen lasst oder es von einem Bauunternehmen planen lasst. Allen Varianten ist gemein, dass letztlich ein bauvorlageberechtigter Entwurfsverfasser die Planung unterschreiben und beim Bauamt einreichen muss.

Rohbau eines Hauses
Der Rohbau eines Massivhauses mit fertigem Dachstuhl

Lasst euch nicht von Preisen blenden

Aber kostet ein individuelles Haus nicht viel mehr? Wie immer ist die Antwort ein klares Jein. Die Planungskosten sind bei einer individuellen Planung oft erstmal etwas teurer. Ist nachvollziehbar, denn Fertighausbauer planen nur einmal – und verkaufen den gleichen Grundriss an viele Kunden. Ein Planer geht so individuell auf eure Bedürfnisse ein, dass dieser Grundriss nur für euch in Frage kommt. Aber genau dort liegt auch der Vorteil: denn durch die perfekte Anpassung an euch, eure Bedürfnisse und zuletzt euer Grundstück, können Planungskosten im Bau und Betrieb wieder reingeholt werden. Einfaches Beispiel? Durch geschickte Anordnung der Räume nach Süden und Nutzung von passiver Solarenergie können Heizkosten eingespart werden. Der vorgefertigte Grundriss hingegen kann auf eurem Grundstück nur nach Osten ausgerichtet werden. Damit habt ihr weniger Wohnqualität und letztlich mehr Heizkosten.
Oft sieht der Fertigpreis eines Kataloghauses natürlich gut, weil sicher und planbar, aus. Sind Handwerker günstiger als kalkuliert, streicht sich aber der Fertighausbauer die Marge ein. Ein Architekt gibt euch die Rechnungen 1:1 weiter – und er profitiert nach HAOI sogar davon, wenn er euch das Haus günstiger bauen kann, als vorher veranschlagt. Zudem sind die Bau- und Leistungsbeschreibungen der Fertighausbauer oft nicht vollständig, bzw. dem Laien ist nicht immer klar, dass die Erdarbeiten schnell die 10.000€-Marke knacken können, der Baustromkasten auch mal eben 500€ verschlingt und am Ende der Bauantrag, Vermesser, Statiker, etc. auch noch selber bezahlt werden müssen.

Ein Fertighaus wird aufgestellt
Ein Autokran liefert die vorgefertigten Teile und stellt diese auf.

Darfs doch der andere Klinker sein?

Mit einem individuell gebauten Haus seid ihr auch während der Bauphase viel flexibler. So kann, im Rahmen der Statik, auch mal eine Tür oder Wand verschoben, ein Fenster größer oder die Klinkerfarbe geändert werden. Und das oft ohne Aufpreis. Im Gegensatz dazu müsst ihr eurem Planer und Bauunternehmer allerdings Vertrauen. Denn euer Haus wird ja das erste Mal überhaupt für euch gebaut. Ein „what you see is what you get“ wie bei einem Fertighausbauer gibt es dort nicht.

Letztlich müsst ihr euch noch im Klaren darüber sein, dass Fertighausbauer eigene Marketing- und Vetriebsstrukturen haben. Sie sind Meister beim verkaufen – denn das haben die Verkäufer eben gelernt. Solche Möglichkeiten haben mittelständische Architekten, Planer und Bauunternehmer oft nicht, aber deshalb sind die Leistungen natürlich nicht schlechter. Führt euch das nur ab und an einmal vor Augen und durchschaut die Verkaufstricks, um für euch die beste eigene Entscheidung zu treffen.