Beziehungen zwischen U-Wert und Lambda Wert und R-Wert

Wie hängen diese drei Werte zusammen? Wie wendet man sie und wann und wo an?

Der U-wert sollte ja hinlänglich bekannt sein. Er beschreibt ja eine Wärmeleistung in Watt, die durch ein Bauteil wandert und dabei Energie verliert.

Der Lambda -Wert bescheibt ebenfalls ein Leistung. die in Watt gemessen wird, die eben diese Leistung auf einen Baustoff oder besser Dämmstoff angewendet wird, also kein zusammengesetztes Bauteil sondern ein homogener Stoff, ob Beton oder Dämmmatten oder Putz...gibt also die Leitfähigkeit eines Stoffes an... je kleiner der Wert, desto besser die Dämmwirkung ( eigentlich logisch, je besser er leitet, desto grösser der Wert, desto besser die Leitung,desto schlechter der Dämmwert...

Der R-Wert ist der Widerstandswert eines Stoffes oder Bauteil und steht in direkter Beziehung zu den oben genanntem Werten. Schon jetzt sollte klar sein, dass er umgekehrte Werte hat zu den oben genannten Werten. Er wird benutzt, um U-Werte zu addieren. Und zwar denn, wenn verschiedene Bauteile zusammengefasst werden sollen. Bei einem zusammengeszten Bauteil, dessen U-Werte bekannt sind, kann mannicht einfach die U-.Werte zusammen- zählen... aber später mehr davon...

Wärmedurchlasswiderstand R

Der Wärmedurchlasswiderstand R, Einheit: (m²K)/W, bezeichnet den Widerstand einer Schicht gegen das Durchströmen von Wärme. Je größer der Widerstand einer Baustoffschicht, umso weniger Wärme strömt durch diese. Im Gegensatz zur Wärmeleitfähigkeit, mit der sich Dämmstoffe unabhängig von ihrer Dicke vergleichen lassen, nennt der Wärmedurchlasswiderstand die tatsächliche Dämmwirkung bei einer bestimmten Dicke des Dämmstoffes.

Berechnung: (R = Baustoffdicke in Meter / Wärmeleitfähigkeit W/(m²K).

Beispiel für 20 cm Mineralwolle: R = 0,2 m / 0,035 W/(m²K) 
Wärmedurchlasswiderstand R = 5,7

Je höher der Wärmedurchlasswiderstand umso besser ist die Wärmedämmung.

Beispiele:

Dämmstoffdicke für einen Wärmedurchlasswiderstand von 4 (m²K)/W

• Aerogel-Granulat (WLS 021)
• 8,4 cm
• Resol-Hartschaum-Platten (WLS 023)
• 9 cm
• Mineralwolle (WLS 035)
• 14 cm
• Polystyrol-Hartschaum-Platten (WLS 040)
• 16 cm
• Zellulose (WLS 040)
• 16 cm
• Holz (Dient nur als Vergleich)
• 52 cm
• Ziegelstein (Dient nur als Vergleich)
• 85 cm

(aus raum analyse.de)

Und nun zur rechnerischen Verquickung:

Diese Berechnung eines R-Werts kann auch für ein mehrschichtiges Bauteil durchgeführt werden:

oder

 U= 1/ R    oder   R= 1/ U , so ist also der Wärmedurchlasswiderstand der Kehrwert vom U-Wert

Zusammenhang:
U= 1/ R  = lamda/ d   (W/m²xK)

Wie kann man sich also denn den Lamda Wert und den U- Wert eines Bauteils sich einfach,-bildlich vorstellen?

Vor einem BAuteil aussen greift ja die Luft mit einer bestimmten, jedenfalls im Winter mit einer tieferen Temperatur an. Innen mit der höhren Raumtemperatur. Nun strömt durch aktivere Molekularbewegung im Bauteil  verursacht von der Innentemperatur des Bauteils Wärme von inen nach aussen. Je nachdem, wie das Bauteil die Wärme gut oder besser leitet, (Wärmeleitfähigkeit lambda oder Wärmedurchlasswiderstand R wird mehr oder weniger Wärmeenergie verloren. Und die ist logisch grösser, wenn die Aussentemperaturen tiefer sind. ( Bildlich gesprochen müssen die aktiveren Temeraturen( schnellere Molekularbewegungen) die bewegunsarmeren kälteren Aussenabschnitte durch Stösse anregen, mehr Arbeit, mehr Verlust)

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Versuch einer Erklärung zum Lamda-Wert bei Dämmstoffen,, Begriff der WLS, früher WLG

Dem Häuslebauer und dem geneigten Laien begegnen im Zussammenhang mit der Art und Weise, wie er sein Haus bezüglich der Dämmung  gestalten soll,  immer wieder die U-Werte und Lambda-Werte. Auch dass die Temperatur einmal aussen und innen in Grad Celsius angegeben wird, gerechnet wird aber in Kelvin. Das sind oft unüberwindbare Brücken. Gleichzeitig werden veraltete und neue Bezeichnungen verwendet, das nur mehr verwirren...

Zuerst also die Erklärung zu Kelvingrade und Celsiusgraden, weil die Definition von U-Werten und Lambda-Werten  damit umgehen.

Der Temperaturzustand eines Stoffes/Materials  oder besser einer Materie hängt von der Bewegungsaktivität/Zustand seiner Moleküle/Atome ab.

Leicher hatte es da CELSIUS, der seinen Thermometer geeicht hat mit destiliertem Wasser bei gleichem Luftdruck. Seine Quecksilbersäule in seinem Thermometer hatte seinen Nullpunkt bei EIs/ Wasser. Siedendes Wasser bei 100. Dazwischen dann die lineare Teilung in gleichmässigen Schritten. So kennen wir... -2 Grad und...+ 70 Grad bezogen auf das Medium Wasser.

Nun kann man sich vorstellen, dass bei einer bestimmten tiefen Minustemperatur die Moleküle/ Atome eines Stoffes keine Bewegung mehr ausführen, quasi still stehen. Die Physik sagt, das tun alle Stoffe und das sei der absolute Nullpunkt. Viele Forscher wollten diesen Punkt erreichen, wurde auch bis auf kleinste Bruchteile eines Grades auch erreicht. Hier sollen alle Stoffe in Ruhe sein. Der Wert: -273 Grad Celsius. Und das ist der WERT FÜR 0 Grad KELVIN!

Eigentlich sollte in den Formeln immer die 273 Grad mitgeschleppt werden, da es aber immer auf Temperaturdifferenzen ankommt, tut man so, als wären es Celisusgrade. Das Ergebnis ist das gleiche.

Der Lambda Wert

Hier geht nicht nur umeine Temperaturangabe. Es ist physikalisch gesehen eine Arbeit, die in einer Zeitvorgabe getan wird. Also ein Steinklumpen ein Meter hochgehoben wird etwa in 1 Minute. Dauert es länger, wird weniger geleistet. Es handelt sich also um ein Leistung,(Wärmeleistung) die in Watt gemessen wird.

Der Wärmeklumpen ist beim Lambda-Wert ein Quadratmeter gross, die Tiefe, also den Weg, den die Wärmeenergie (horizontal) zu "gehen" hat, ist ein Meter.

So werden alle Dämmstoffe über diesen "Kamm" gezogen. Auch die die Temperaturdifferenz ist geeicht: Sie liegt bei einem Grad Kelvin (könnte auch sagen ein Grad Celsius) 

( in Kelvin gesprochen z.B. von 284K(11 Grad Celsius) bis 283 K (10 Grad Celsius)

Definition:
Wärmeleitfähigkeit Formelzeichen: λ (sprich Lambda) wird gemessen in: [W/mK]
bezeichnet die Wärmemenge die durch einen Meter eines Materials
"durchwandert" in einer Stunde. Sprich: so viel Watt pro ein Meter bei einem °K
Temperaturunterschied. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Stoffkenngröße und
kann für jedes Material im Labor gemessen werden. Sie ist abhängig von:
Porigkeit (wie viel Luft ist drin?), Feuchtigkeit (wie viel Wasser ist drin?) und
Dichte (Gewicht) 

Wofür brauche ich das? 

Um verschiedenen Materialien voneinander unterscheiden zu können - leitet in 

Vergleich zu XY besser - oder schlechter. Die Wärmeleitfähigkeit ist die 

Grundlage für die Beurteilung von Dämmstoffen. Diese werden entsprechend 

ihrer Wärmeleitfähigkeit in Stufen eingeteilt = WLS Wärmeleitfähigkeitsstufen. 

(aus Bauwissen.info)

So wird von einem Dämmstoff mit dem Lambda Wert von 0,035 Ein WLG oder WLS Wert von  WLG 035   ( WärmeLeitGruppe 035)

Die Wärmeleitgruppe (WLG) wird auch Wärmeleitfähigkeitsgruppe genannt und steht für die Dämmwirkung eines Stoffes. Er wird aus dem λ -Wert abgeleitet und entspricht dessen ersten drei Ziffern nach dem Komma. Je niedriger der Wert desto besser die Dämmwirkung. Einheit: keine, für lambda  ja, nämlich W/mK

Beispiel: WLG 035 entspricht λ =0,035 W/mK