Wärmebrücken Teil 1 – Was ist eine Wärmebrücke?

Jeder hat schonmal in den verschiedensten Kontexten davon gehört: Wärmebrücken. Umgangssprachlich werden diese oft Kältebrücken genannt, weil es an diesen Stellen eben kalt ist. Der Fachbegriff Wärmebrücken leitet sich allerdings davon ab, dass an solchen Stellen die Wärme besser aus dem Raum abfließen kann. An diesen Stellen bilden sich oft Schimmelpilze oder Stockflecken. Um zu verstehen, wie Wärmebrücken entstehen, wie man einer Problematik mit eben diesen umgehen kann, und was das Ganze für die Energiebilanz des Gebäudes zu tun hat, möchte ich euch in der folgenden Themenreihe einen kleinen Einblick in die spannende Welt der Wärmebrücken geben. In Teil 1 geht es um das generelle Verständnis von Wärmebrücken und wie sie entstehen. Teil 2 widmet sich der besonderen Problematik von Schimmelpilzen und warum sie hauptsächlich an Wärmebrücken entstehen. Teil 3 wird auf die Wärmebrücken im EnEV-Nachweis eingehen und zeigen, wie sich Wärmebrücken auf die benötigte Heizenergie auswirken. Teil 4 wird einige Praxisbeispiele und gute Lösungen für Wärmebrückenprobleme beinhalten.

Jedes Gebäude hat Wärmebrücken. Die Aufgabe des Fachplaners besteht darin, unnötige Wärmebrücken zu vermeiden und notwendige bestmöglich zu planen. Es wird unterschieden in 3 verschiedene Wärmebrückenarten:

  • Konstruktionsbedingte Wärmebrücke
    • Tritt überall auf, wo das betroffene Bauteil keine ebene Fläche mehr bildet oder sich verschiedene Bauteile treffen.
    • Beispiele: Außenecke, Dachtraufe, Sockel
  • Materialbedingte Wärmebrücke
    • Triff auf, wenn in einem gleichen Bauteil die Materialien wechseln
    • Beispiele: Stütze in einer Wand, Fachwerk, Sockeldämmung
  • Alle Mischformen
    • Oft sind die Wärmebrücken Mischformen der ersten beiden Arten
Verschiedene Typen von Wärmebrücken

Wärmestrom – mal mehr, mal weniger

Zu Beginn ein kleines bisschen Bauphysik*, damit ihr versteht, wie Wärmebrücken entstehen: Wir stellen uns eine Außenwand vor. Auf der warmen Seite heizen wir munter so weit, sodass die Temperatur gleichbleibt. Die kalte Seite wärmt sich auch bei unendlich großer Heizung nicht auf. Das nennt man einen stationären Zustand. Es passiert dabei folgendes: Zwischen den beiden Wandseiten stellt sich ein Gefälle des Wärmestroms ein. Da die Bedingungen an beiden Seiten immer gleichbleiben, ist auch das Temperaturgefälle in der Wand stationär – quasi „unbeweglich“. Wäre die Außenwand nun unendlich groß und völlig gleichmäßig, wäre der Wärmestrom an jeder Stelle gleich groß – denn Strom (auch Wärmestrom) sucht sich immer den kürzesten Weg zwischen viel Energie (warm) zu wenig Energie (kalt).

gleichmäßiger Temperaturverlauf im Regelbauteil

Jetzt knicken wir unsere Außenwand und erzeugen eine Außenecke. Im Bereich des normalen Bauteils ist der Wärmestrom unverändert. Durch die Ecke ist aber das Verhältnis von Innenfläche zu Außenfläche des Bauteils nicht mehr 1:1. Durch die größere Außenoberfläche kann mehr Wärme abgenommen werden. Das Bauteil kühlt an dieser Stelle ab, was man dann ebenfalls auf der warmen Seite spürt.

Temperaturverlauf in einer Außenecke

Machen wir es genau andersrum und erzeugen eine Innenecke: Dort verändern wir das Oberflächenverhältnis zugunsten der Innenwand. Es steht nun mehr Fläche auf der warmen Seite zur Verfügung, daher sind Innenecken auch wärmer als die Flächen der umgebenden Bauteile.

Das gleiche* passiert auch bei materialbedingten Wärmebrücken: Durch einen Materialwechsel ändert sich der Widerstand im Bauteil und die Wärme kann besser oder schlechter durch das Bauteil nach draußen. Daher wird das Bauteil an dieser Stelle innen wärmer oder kälter gegenüber den umliegenden Flächen.

Da wir nicht in einer idealen Kugel wohnen, sind Wärmebrücken unvermeidbar. Wenn jemand von einem „wärmebrückenfreien“ Haus spricht, ist immer die bilanzielle, bzw. rechnerische Wärmebrückenfreiheit gemeint. Ein Haus ohne Wärmebrücken gibt es nicht, es wird immer eine Ecke mit niedriger Oberflächentemperatur geben. Diese sollte allerdings eine gewisse Temperatur nicht unterschreiten, denn sonst entsteht Schimmel. Dazu erfahrt ihr mehr in Teil 2!

* 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.