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Wärmebrücke

An manchen Stellen z. B. einer Hauswand kann der Wärmeverlust (genauer der Transmissionswärmeverlust) durch eine sogenannte Wärmebrücke erhöht sein. Dies kann verschiedene Ursachen haben:

• Materialbedingte Wärmebrücken entstehen beispielsweise durch eingelassene Stahlträger in einer Betonwand oder durch eine schadhafte und deswegen durchnässte Stelle in einer Wärmedämmung.
• Konstruktive Wärmebrücken resultieren z. B., wo eine Innenwand auf eine innen wärmegedämmte Außenwand trifft. Dort kann nämlich Wärme durch die Innenwand in die Außenwand fließen, also praktisch an der Wärmedämmung vorbei. Mit einer Außendämmung wäre dies nicht möglich. Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn eine Kellerdecke von unten gedämmt wird: Die Kellerwände stellen Wärmebrücken dar.
• Geometrische Wärmebrücken entstehen rein durch eine geometrische Form, z. B. durch die Außenecke einer Wand, die außen eine vergrößerte Oberfläche darstellt.

Oft treten Wärmeverluste auch im Zusammenhang mit Undichtigkeiten auf, durch die warme Luft entweichen und/oder kalte Luft eindringen kann. Auch wenn solche Verluste nicht Transmissionswärmeverluste (Wärmeleitungsverluste) sind, kann man von Wärmebrücken sprechen. Beispiele hierfür sind Dachkonstruktionen und Rollladenkästen.

Um den Bedarf an Heizwärme eines Gebäudes zu minimieren, muss man nicht nur die Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) der Wand- und Dachflächen und der Kellerdecken möglichst klein halten, sondern auch Wärmebrücken soweit möglich vermeiden oder in der Wirkung abmildern. Es ist beispielsweise möglich, eine Wand von einem Boden thermisch zu "entkoppeln", indem man ein spezielles Dämmelement einbaut (was freilich nachträglich kaum möglich ist). Auf solche Weise lassen sich Wärmebrücken gezielt unterbrechen. Generell ist dies bei Realisierung eines Wärmedämmverbundsystems einfacher als mit reinen Ziegelbauten oder mit Innendämmungen.

Zu der energetischen Planung einer Gebäudehülle gehört ein Wärmebrückenkatalog, der die vorhersehbaren Wärmebrücken auflistet und ihre Wirkung quantifiziert. Der gesamte Wärmeverlust des Hauses bei gegebenen Innen- und Außentemperaturen ergibt sich aus einer Summe von flächenhaften Beiträgen (beschrieben mit U-Werten) und den Beiträgen der Wärmebrücken. Bei sorgfältiger Konstruktion ist der Beitrag der Wärmebrücken relativ klein. Dieser Beitrag kann grob geschätzt als ein Zuschlag zum U-Wert der Außenhülle von 0,1 W / cm² K angesetzt werden; mit besonders guten Konstruktionen z. B. für Passivhäuser und Plusenergiehäuser kann dieser Wert noch deutlich unterboten werden.

Der Begriff Kältebrücke kommt ebenfalls vor (mit der gleichen Bedeutung wie Wärmebrücke), ist jedoch weniger gebräuchlich, wie im Artikel über Kälte erklärt wird.

Linienförmige und punktförmige Wärmebrücken

Manche Wärmebrücken sind linienförmig. Sie verursachen pro Grad Temperaturdifferenz eine gewisse Wärmeverlustleistung pro Meter Länge. Beispielsweise trifft dies auf die Außenecke einer Hauswand zu. Hier kann ein linienbezogener Wärmebrückenverlustkoeffizient Ψ angegeben werden, der die Einheit W / (m K) (Watt pro Kelvin und Meter) hat.

Andere Wärmebrücken sind punktförmig. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn metallenes Befestigungselement eine Wärmedämmschicht durchstößt. Hier wird ein punktbezogener Wärmebrückenverlustkoeffizient χ mit der Einheit W / K verwendet.

Negative Wärmebrücken

Sogenannte negative Wärmebrücken können in manchen Rechnungen der Wärmebilanz eines Gebäudes entstehen und eine Verminderung des Wärmeverlusts anzeigen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Wärmeverlust einer außen gedämmten Wand zunächst nach den äußeren Oberflächen berechnet wird, die inneren Oberflächen an Kanten jedoch geringer sind; es handelt sich dann um eine Korrektur einer ursprünglich zu pessimistischen Einschätzung. Ebenfalls können durch gezielte Maßnahmen der Wärmedämmung die Wirkung mancher Wärmebrücken in das Gegenteil verkehrt werden: Der Wärmeverlust wird sogar geringer als für den Referenzfall ohne die jeweilige Struktur.

Typische Wärmebrücken an Gebäuden

Kellerwände

Auch wenn eine Kellerdecke gut gedämmt wird, kann Wärme von der Kellerdecke durch die daran angeschlossenen Kellerwände abgeleitet werden. Dieser Effekt ist besonders stark, wenn Betonwände ohne zusätzlich eingebaute Dämmelemente verwendet werden.

Dieses Problem kann auf verschiedene Weisen vermieden werden. Eine Möglichkeit ist es, eine Wärmedämmschicht z. B. aus Dämmplatten oder einer Aufschüttung von Porenglas unter den Kellerboden zu verlegen (was natürlich nur beim Neubau möglich ist) und zusätzlich die ganzen Kellerwände bis zum Sockel zu dämmen. Der Keller liegt dann innerhalb des Dämmperimeters und wird somit viel weniger kalt. Wesentlich preisgünstiger ist es allerdings, stattdessen spezielle Dämmelemente in die Betonmauern einzubauen und die Kellerdecke zu dämmen. Der Keller liegt dann außerhalb des Dämmperimeters und bleibt kalt.

Heizkörper

Heizkörper stehen oft in Heizkörpernischen, d. h. an Stellen mit besonders dünner Außenwand. Wenn die Wand außen nicht wärmegedämmt ist, tritt hier ein besonders hoher Verlust auf. Er lässt sich ein Stück weit reduzieren mit einer dünnen Dämmschicht hinter dem Heizkörper, die ggf. auch Wärmestrahlung reflektieren kann. Mit einer guten Außendämmung dagegen ist die dünnere Wand hinter dem Heizkörper kaum mehr von Bedeutung, erfordert also keine zusätzliche Innendämmung.

Rollladenkästen

Ein häufiges Problem sind Rollladenkästen (siehe Abbildung 1), die gegenüber der Außenluft kaum abzudichten sind, aber auch gegenüber dem Innenraum häufig sehr undicht sind, allein schon wegen der Durchführung der Gurte. Zusätzlich liegt häufig nur ein dünnes Brett zwischen dem kalten Innenraum des Rollladenkastens und der warmen Raumluft. Moderne Ausführungen, vor allem mit elektrischem Antrieb, können dagegen zusätzliche Wärmeverluste praktisch vollständig vermeiden, indem der Kasten vor die Wand gehängt wird.

Balkone

Große Wärmeverluste treten auch auf, wenn ein Balkon einfach auf einer Verlängerung einer Zwischendecke (womöglich aus gut wärmeleitendem Beton) basiert. Die Wärme kann dann vom Zimmerboden durch die Decke direkt in den Balkon geleitet werden. Dieses Problem lässt sich auch durch eine Wärmedämmschicht unter und über dem Balkonboden kaum beheben, da sich die Wärme auf eine große Fläche verteilt. Bei neuen Bauten wird ein Balkon in der Regel thermisch entkoppelt montiert mit Hilfe von speziellen Befestigungselementen, die nur relativ schwache Wärmebrücken verursachen. Eine noch bessere Lösung ist es, einen Balkon über eigene Stützen zu befestigen, so dass eine massive Verbindung mit dem Haus nicht nötig ist und die Wärmedämmung der Fassade nicht unterbrochen werden muss.

Diverse Befestigungen

Wenn beispielsweise Fensterläden, Lampen oder Sonnenschutzstoren an einer Fassade mit Wärmedämmverbundsystem befestigt werden, wobei Stahlschrauben durch die Dämmung laufen und im Mauerwerk verankert werden, so verursacht dies punktförmige Wärmebrücken. Solche lassen sich vermeiden, wenn geeignete Kunststoff-Befestigungselemente in der Dämmung verankert werden (was aber nur während der Montage der Dämmung möglich ist, kaum später). Andernfalls können zumindest die Wärmebrücken minimiert werden, indem man nicht mehr und dickere Schrauben verwendet als nötig und möglichst wenig wärmeleitende Materialien verwendet. Beispielsweise ist Edelstahl wesentlich besser als Eisen.

Folgen von Wärmebrücken

Wärmebrücken an einem Gebäude verursachen einen erhöhten Primärenergieverbrauch für die Beheizung, da jeder zusätzliche Wärmeverlust bei niedrigen Außentemperaturen eine entsprechende Erhöhung der Heizleistung erfordert. Bei einem gut wärmegedämmten Neubau werden die Wärmebrücken sorgfältig minimiert und verursachen dann z. B. nur noch weniger als 10 % des gesamten Transmissionswärmeverlusts. Wenn dagegen bei einem Altbau eine Wärmedämmung der Fassade angebracht wird, während Wärmebrücken nicht beachtet werden, können diese ohne Weiteres mehr als ein Drittel des Transmissionswärmeverlusts verursachen und somit die Wirkung der Dämmung stark untergraben.

Zusätzlich können Wärmebrücken unter Umständen auch zu Bauschäden führen. Beispielsweise kann dort, wo die Innenseite einer Außenwand durch eine Wärmebrücke im Winter stark abkühlt, Feuchtigkeit aus der Raumluft kondensieren, was leicht zur Bildung von Schimmelpilzen oder auch von Rissen führt.

Suche nach Wärmebrücken

Es gibt diverse Methoden, um Wärmebrücken in einem Gebäude aufzufinden:

• Anhand von detaillierten Bauplänen kann eine Fachperson feststellen, wo Wärmebrücken zu erwarten sind, und diese auch quantitativ einschätzen.
• Direkt am Objekt sind Wärmebrücken nicht immer direkt erkennbar. In schwerwiegenden Fällen können sie jedoch aufgrund ihrer negativen Auswirkungen erkannt werden; beispielsweise kann eine Wandstelle feucht werden, wenn sie aufgrund einer Wärmebrücke zu kalt wird, und dort kann sich dann Schimmel bilden.
• Mithilfe der Thermografie können viele Wärmebrücken aufgefunden werden, die sonst schwer zu entdecken wären. Viele Wärmebrücken lassen sich dabei nur durch Innenaufnahmen finden – beispielsweise im Falle von Undichtigkeiten, durch die kalte Luft in das Gebäude eindringt, was zu beobachtbaren kalten Stellen im Inneren führt, kaum jedoch zu auffälligen Strukturen beim Blick von außen. Umgekehrt wird austretende Warmluft eher von außen erkannt.

Siehe auch: Wärmedämmung, Wärme, Transmissionswärmeverlust, Wärmedämmverbundsystem, Schimmel in Wohnräumen, Thermografie