Wärmeleitfähigkeit von Bau- & Isolierstoffen im Vergleich

Damit Wärme in einem Gebäude bleibt und Kälte draußen, werden Dämmstoffe eingesetzt. Eine ausreichende Wärmedämmung wirkt sich positiv auf Ihre Heizkosten aus. Dabei lassen sich verschiedene Isolierstoffe hinsichlich ihrer Eigenschaften vergleichen.

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Eine wichtige Eigenschaft, um die Qualität von Isolierstoffen zu bewerten, ist die Wärmeleitfähigkeit. Diese findet auch Wärmeleitkoeffizienten Bezeichnung und beschreibt, wie gut ein bestimmter Stoff Wärme leitet. Als Fausregel gilt: Je geringer die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes, desto besser eignet er sich für die Dämmung. Im Folgenden ein Überblick über die Leitfähigkeit verschiedener Stoffe.

Baustoffe im Vergleich

Die präzise Wärmeleitfähigkeit als Tabelle auszudrücken, ist wegen der Varianz der Baustoffe nicht möglich. So hängt beispielsweise die Wärmeleitwert von Holz von der Gehölzart und der Faserverlaufsrichtung ab. Die Werte von Stahl sind stark von der Legierung beeinflusst. Letztere kann das Ergebnis fast verdoppeln beziehungsweise halbieren.
Als Richtwerte sind jedoch folgende Leitwertbereiche in W/mK vergleichbar:

Material

Leistwertbereiche

Beton 0,07 – 2,1
Glas 0,76
Gummi 0,16
Holzfaserplatten 0,04 – 0,052
Holz in vertikaler Faserrichtung 0,09 – 0,19
Kalkstein 0,56 -1,30
Lehm(putz) 0,47 – 0,93
Sandstein 2,1 – 3,9
Liegierter Stahl 15 – 42
Unliegierter Stahl 48 – 58
Zement 1,0 – 1,4
Ziegelsteine 0,5 – 1,4

Je geringer der Wärmeleitkoeffizient ist, desto niedriger ist die Bewegung der Atome und der Wärmestrom. Hier benötigt Wärme länger, um den Stoff zu durchdringen. So geht weniger Wärme verloren und die Energieeffizienz des Gebäudes steigt.

Die Werte der wichtigsten Isolierstoffe

Neben Feststoffen müssen auch aufgeschäumte Materialien berücksichtigt werden. Bauschaum besteht aus flüssigen Kunststoffen und entwickelt seinen messfähigen Wert erst im trockenen Zustand.

Art des Stoffes

Wert

Aerogel 0,017 – 0,021
Blähton 0,1 – 0,18
Flachs 0,04
Glaswolle 0,032 – 0,04
Hanf 0,04 – 0,045
Holzfasern 0,04 – 0,055
Kork 0,04 – 0,05
Naturwolle 0,035 – 0,045
Polyurethan 0,021 – 0,035
Schaumglas 0,04 – 0,08
Steinwolle 0,035 – 0,04
Styropor 0,035 – 0,05
Zellulose 0,037 – 0,045

Wärmeleitfähigkeit berechnen

Als Berechungsgrundlage wird ein durch das Material fließender Wärmestrom angenommen.

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Als physikalische Maßeinheit für die mathematische Berechnung dienen Watt pro Meter und Kelvin (W/mK). Wärmestrom ist molekular betrachtet das Schwingen der Atome unter- und zueinander.

Aus der eigenen Wärmeleitfähigkeit eines Isolierstoffes wird die notwendige Materialstärke errechnet, die erforderlich ist, einen Zielwert zu erreichen. Baukonstruktionen und Gebäude bestehen immer aus mehreren dämmend wirkenden Stoffen. Die Atomschwingungen beziehungsweise der Wärmestrom verändern sich durch äußere Umstände. Vergleichbar sind die Werte nur unter der Voraussetzung einer identischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Ein professionelles Berechnungsverfahren berücksichtigt zusätzlich dynamische Veränderungen.

Symbiosen und Umweltaspekte

Um die Wärmeleitfähigkeit zu berechnen und die erforderlichen Dämmstoffe auszuwählen, ist das Zusammenspiel der beteiligten Werkstoffe zu betrachten. Der enorm hohe Wärmeleitkoeffizient von Stahl muss durch entsprechend gering leitende Isolierstoffe ausgeglichen werden. Der Wärmeleitwert von Holz mindert den Anspruch an die „Leistungsfähigkeit“ der Wärmedämmung.  Der hängt auch von Wuchsart und Restfeuchte ab. Fremdatome und Moleküle ändern den entsprechenden Wert massiv. Zudem gehört Holz zu den natürlich gewachsenen Materialien. Diese variieren stärker in ihrer Leitfähigkeit.