Was ist der U-Wert, und wie wird er berechnet?

Angesichts hoher Energiepreise erwägen immer mehr Immobilienbesitzer:innen eine energetische Sanierung ihres Hauses. Schließlich lassen sich der Energieverbrauch und somit auch die Kosten für die Heizung durch gezielte bauliche Maßnahmen deutlich senken. Dabei müssen nicht immer alle möglichen Maßnahmen zugleich ergriffen werden. Denkbar ist es auch, in einzelnen Schritten vorzugehen und beispielsweise zunächst das Dach, dann die Fassade und erst danach die Fenster zu dämmen. Oder umgekehrt. Logischerweise spielt bei der Entscheidung, in welcher Reihenfolge die Renovierungsmaßnahmen erfolgen sollen, aber der Zustand des Objekts eine wichtige Rolle.

Und genau hier wird der sogenannte U-Wert – der Wärmedurchgangskoeffizient – relevant. Doch was ist eigentlich der U-Wert?

Jedes Gebäude besteht aus vielen unterschiedlichen Bauteilen. Und egal, ob Mauer, Fenster oder Dach: Jedes Bauelement, sei es aus Beton, Holz, Glas oder aus mehreren miteinander kombinierten Materialien, hat seinen eigenen U-Wert. Dieser U-Wert – auch Wärmedurchgangskoeffizient genannt – gibt an, wie hoch der Wärmestrom durch ein Bauteil abhängig vom Temperaturgefälle zwischen warmer und kalter Seite ist. Er wird in der Einheit W/(m² x K) angegeben (W steht dabei für Watt, K für Kelvin, denn Kelvin ist die Maßeinheit für den Temperaturunterschied. Ein Kelvin entspricht dabei einem Grad Celsius.).

Was zunächst kompliziert klingt, ist schnell erklärt: Die Einheit W/(m² x K) beschreibt, wie viel Energie pro Quadratmeter Fläche durch ein Bauteil hindurchströmt. Dabei gilt: Je kleiner der U-Wert ist, umso geringer ist der Wärmefluss. Der U-Wert beschreibt also die Isolationseigenschaft eines Bauelements.

Ein U-Wert von 1 bedeutet beispielsweise, dass der Wärmeverlust 1 Watt pro Quadratmeter und pro Grad Kelvin Temperaturdifferenz beträgt. Bei einer Außentemperatur von -5 °C und einer Innentemperatur von 20 °C hat eine zehn Quadratmeter (m²) große, 30 Zentimeter (cm) dicke Mauer aus Ziegelsteinen mit einem U-Wert von 1 also einen Wärmeverlust, der 250 Watt (W) entspricht.

Formel zur Berechnung des Wärmeverlustes: 1 (W/m² x K) x 10 (m²) x 25 (K) = 250 (W)

Wie hoch die Wärmedurchgangskoeffizienten einzelner Bauteile sind, wird von zertifizierten Materialforschungs- und Prüfanstalten meist im Auftrag der Hersteller von Bauelementen wie etwa Fenstern, Türen oder Fassaden anhand komplexer Prüfverfahren ermittelt.

Der folgenden Tabelle sind Beispielwerte von Wärmedurchgangskoeffizienten unterschiedlicher Bauteile zu entnehmen:

Schon der Vergleich der U-Werte von Fenstern mit Einfach-, Doppel-, Isolier- und Wärmeschutzverglasung zeigt, wie wichtig es ist, den U-Wert einzelner Bauteile einer Immobilie zu kennen, bevor eine Entscheidung getroffen wird, welche Sanierungsmaßnahme ergriffen wird. Denn nur wer beispielsweise den U-Wert des Mauerwerkes seines Hauses kennt, kann berechnen, welchen energiesparenden Effekt etwa das Anbringen von Dämmplatten an den Fassaden hätte. Beziehungsweise: wie hoch die Heizlast ohne die bauliche Veränderung ist – und wie hoch sie mit der baulichen Veränderung läge.

Nehmen wir ein weiteres Beispiel mit einer gut wärmegedämmten Wand mit einem U-Wert von 0,15 W/(m² x K), einer Fläche von 100 m² und einer Temperaturdifferenz von 20 Kelvin (20 °C innen, 0 °C außen). Dann ergibt die Rechnung 0,15 W/(m² x K) x 100 m² x 20 K = 300 W = 0,3 kW. Die benötigte Heizleistung zum Halten der gewünschten Raumtemperatur beträgt also 0,3 kW.

Vergleicht man das mit dem Wert, der sich ergibt, wenn man die benötigte Heizleistung für eine ungedämmte Wand berechnet, wird schnell klar, warum sich eine Fassadendämmung lohnt: Für eine 15 cm dicke, 100 m² große Außenwand aus Beton ohne Wärmedämmung mit einem U-Wert von 3,3 ergibt sich mit denselben Temperaturparametern die Rechnung 3,3 W/(m² x K) x 100 m² x 20 K – und das sind 6600 W beziehungsweise 6,6 kW. Die ungedämmte Wand verursacht also wesentlich höhere Heizkosten.

Wie oben erklärt, strebt man bei Sanierungsmaßnahmen wie etwa durch die Wärmedämmung einer Fassade einen möglichst niedrigen U-Wert an. Eine Hausfassade aus Beton wie im oben beschriebenen Fall muss also mit einer Dämmplatte gedämmt werden, die eine so geringe Wärmeleitfähigkeit hat, dass sie in Kombination mit der existierenden Betonmauer den U-Wert der Fassade erheblich verringert und so eine bessere Wärmeisolierung der Gebäudehülle gewährleistet.

Dämmt man zum Beispiel ein 40 cm dickes Vollziegelmauerwerk mit einer 20 cm dicken Polyurethan-Hartschaumplatte mit dem U-Wert von 0,15 W/(m² x K) sinkt der ursprüngliche U-Wert der Mauer von ca. 1,5 W/(m² x K) auf etwa 0,15 W/(m² x K). Berechnet werden kann das, indem man die Kehrwerte der einzelnen U-Werte addiert und davon wiederum den Kehrwert nimmt. Der Kehrwert einer Zahl ist dabei immer diejenige Zahl, die mit ihr multipliziert die Zahl 1 ergibt.

Das klingt kompliziert? Und sehr mathematisch? Ist es ehrlich gesagt auch. Umso besser, dass es sogenannte U-Wert-Rechner gibt, die Hausbesitzer:innen bei der Planung von Sanierungsmaßnahmen helfen. Kostenlos in einer Demoversion nutzen lässt sich beispielsweise der U-Wert-Rechner auf ubakus.de. Dort kann man eingeben, welche Dämmmaßnahme geplant ist (etwa Außenwand, Dach, Boden oder Decke) und woraus die Ausgangskonstruktion besteht. Danach kann dann der Effekt, den unterschiedliche Dämmstoffe in unterschiedlichen Dämmdicken haben würden, berechnet werden.

Wichtig: U-Wert-Rechner ermöglichen es Lai:innen, bestimmte Vorhaben durchzuspielen und so ein erstes Gefühl für die benötigte Dämmung zu bekommen. Bevor ein Vorhaben umgesetzt wird, sollte dennoch möglichst immer eine Energieberatung in Anspruch genommen werden. Die Expert:innen können auch beurteilen, ob die gewählte Dämmung den gesetzlichen Vorgaben entsprechen würde.

Welche energetischen Anforderungen beheizte oder klimatisierte Gebäude erfüllen müssen, ist im Gebäudeenergiegesetz (GEG) festgelegt – darunter auch die U-Werte, die einzelne Außenbestandteile von Gebäuden nach der Sanierung haben müssen. Diese Mindeststandards müssen selbst dann erreicht werden, wenn die Modernisierung des Gebäudes freiwillig erfolgt.

Dabei sind die Vorgaben für Neubauten größtenteils wesentlich strenger als die für Bestandsimmobilien. Während Neubauten laut §10 GEG von vornherein als Niedrigstenergiegebäude zu errichten sind, gelten für Bestandsimmobilien hinsichtlich der U-Werte einzelner Außenbestandteile von Gebäuden folgende Grenzwerte, die nicht unterschritten werden dürfen:

Für Hauseigentümer:innen wichtig zu wissen: Wenn man vorhat, eine Förderung für die energetische Sanierung seines Hauses zu beantragen, müssen durch die geplanten Maßnahmen U-Werte erzielt werden, die deutlich über den oben aufgeführten Mindestanforderungen des GEG liegen.

Im Artikel „Zuschüsse für die energetische Sanierung: Das ändert sich bei der BEG 2023“ lesen Sie alles Wissenswerte zur Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG).