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Technik

Wärmedämmung und Energieeffizienz

Dämmung verringert den Wärmeverlust durch Wände, Dach und Boden. Der U-Wert und die Formel Q = U · A · ΔT machen das berechenbar.

  • ca. 13 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann erklären, wie Dämmung Wärme zurückhält.
  • Ich kann Wärmeverluste mit dem U-Wert berechnen.
  • Ich kann Maßnahmen zur Energieeffizienz nennen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Den Wirkungsgrad berechnen, Geräte vergleichen und Energie sparen

Im Winter fließt Wärme von innen nach außen. Das nennt man Wärmeverlust. Je besser ein Bauteil dämmt, desto kleiner ist er. Die Wärmeleitfähigkeit λ (Lambda) zeigt, wie gut ein Stoff Wärme leitet. Ihre Einheit ist W/(m·K). Ein kleiner Wert bedeutet gute Dämmung. Dämmstoffe wie Holzfaser, Mineralwolle oder Zellulose enthalten viel eingeschlossene Luft. Der Wärmedurchlasswiderstand einer Schicht ist R = d : λ. Dabei ist d die Dicke in m. R hat die Einheit m²·K/W. Mehrere Schichten addiert man. Vereinfacht ist der U-Wert U = 1 : R. Er hat die Einheit W/(m²·K). Ein kleiner U-Wert ist gut. Der Wärmeverlust ist Q = U · A · ΔT. A ist die Fläche in m², ΔT der Temperaturunterschied in K (Kelvin). Ein Unterschied von 1 K ist so groß wie 1 °C. Auch Fenster, Wärmebrücken und undichte Fugen kosten Energie. Eine Wärmebrücke ist eine Stelle, an der besonders viel Wärme entweicht, zum Beispiel eine Balkonplatte. Ein Energieausweis für Wohngebäude ordnet den Energiebedarf in Klassen von A+ bis H ein.

Beispielwerte für die Wärmeleitfähigkeit.
Stoffλ in W/(m·K)Bedeutung
Ziegel (Beispielwert)0,12mäßig dämmend
Dämmstoff (Beispielwert)0,035gut dämmend
Beton (Beispielwert)2,1leitet Wärme gut

Wärmeverlust einer Wand berechnen

  1. Ziegelwand: d = 0,365 m, λ = 0,12. R = 0,365 : 0,12 ≈ 3,04.
  2. U = 1 : 3,04 ≈ 0,33 W/(m²·K).
  3. Mit 10 cm Dämmung (λ = 0,035): R = 0,10 : 0,035 ≈ 2,86.
  4. Neuer R-Wert: 3,04 + 2,86 ≈ 5,9. U = 1 : 5,9 ≈ 0,17.
  5. Wand 20 m², ΔT = 20 K: Q = 0,33 · 20 · 20 ≈ 132 W ohne, 0,17 · 20 · 20 ≈ 68 W mit Dämmung.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Dämmung hält Wärme im Haus.

Kleiner U-Wert ist gut.

Q = U · A · ΔT.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein dicker Pullover hält warm, weil er Luft einschließt. Ein Haus mit Dämmung funktioniert genauso.

Schritt für Schritt

Du berechnest den Wärmeverlust.

  1. Schreibe U, A und ΔT auf.
  2. Multipliziere die drei Werte.
  3. Gib das Ergebnis in W an.

Mit einem Bild erklärt

WandU in W/(m²·K)AΔTQ
ohne Dämmung0,3320 m²20 K132 W
mit Dämmung0,1720 m²20 K68 W

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Bauteil hat U = 0,5 W/(m²·K), A = 10 m², ΔT = 20 K. Wie groß ist der Wärmeverlust Q in W?

Zeig mir den ersten Schritt

Q = U · A · ΔT.

Lösung ansehen

Lösung: 100

0,5 · 10 · 20 = 100 W.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Eine Dämmschicht ist 0,2 m dick und hat λ = 0,04 W/(m·K). Wie groß ist R?

Zeig mir den ersten Schritt

R = d : λ.

Lösung ansehen

Lösung: 5

0,2 : 0,04 = 5. R beträgt 5 m²·K/W.

Tipp: Rechne in drei Schritten: R-Werte addieren, U-Wert bilden, Q berechnen.

Merksatz: R = d : λ. U = 1 : R (vereinfacht). Q = U · A · ΔT. Kleiner U-Wert heißt weniger Wärmeverlust.

Typischer Fehler: Viele verwechseln λ und U. λ gehört zum Stoff, U zum ganzen Bauteil mit seiner Dicke.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Was bedeutet ein kleiner U-Wert?
Lösung ansehen

Lösung: gute Dämmung

Frage 2 Dämmstoffe dämmen gut, weil sie viel eingeschlossene Luft enthalten.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 3 Was ist eine Wärmebrücke?
Lösung ansehen

Lösung: eine Stelle mit besonders hohem Wärmeverlust

Frage 4 Ein Bauteil hat U = 0,2 W/(m²·K), A = 10 m², ΔT = 20 K. Wie groß ist Q in W?

Zeig mir den ersten Schritt

0,2 · 10 · 20.

Lösung ansehen

Lösung: 40

0,2 · 10 · 20 = 40 W.

Frage 5 Welche Klassen hat ein Energieausweis für Wohngebäude?
Lösung ansehen

Lösung: A+ bis H

Geschafft

Dämmung senkt den U-Wert und damit den Wärmeverlust. Mit Q = U · A · ΔT lässt er sich berechnen.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Ein Haus entwerfen: Zeichnung, Raum und Energie

Kurz erklärt, 47 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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