Lambda-Wert: Berechnung und Kennzahlen für Dämm- und Baustoffe

• Was ist der Lambda-Wert? Die Wärmeleitfähigkeit bezeichnet eine Eigenschaft von festen, flüssigen oder auch gasförmigen Stoffen, wie schnell sich Wärmeenergie mittels Wärmeleitung durch den Stoff hindurch ausbreitet und ist ein wesentliches Auswahlkriterium für Dämmstoffe. Das Formelzeichen für die Wärmeleitfähigkeit ist λ (Lambda), und die Maßeinheit lautet W/mK (Watt pro Meter mal Kelvin).
• Wie groß sind typische Lambda-Werte? Es gilt: Je kleiner Lambda, desto schlechter die Wärmeleitfähigkeit, desto besser ist die Wärmedämmung. Ist der Lambda-Wert kleiner als 0,1 W/(m*K), so wird ein Baustoff als Dämmstoff bezeichnet. Bei Baustoffen liegen die Lambda-Werte häufig weit darüber. Zum Vergleich: Kupfer hat eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 380 W/mK, für Edelstahl liegt der Wert bei 15 W/mK und für Holz bei 0,13 W/mK.
• Was bedeuten WLG und WLS? Die Abkürzung "WLS" bedeutet Wärmeleitstufe, "WLG" steht für Wärmeleitgruppe. Die Werte entsprechen den drei Nachkommastellen des Lambda-Wertes ohne Einheit. Bei den Wärmeleitgruppen erfolgt die Einteilung in Fünfer-Schritten (z. B. WLG 030, WLG 035), bei den Wärmeleitstufen erfolgt die Einteilung in Einer-Schritten (z. B. WLS 031, WLS 032).
• Wie rechnet man mit Lambda? Der Lambda-Wert ist eine Stoffeigenschaft und sagt nichts über die letztliche Dicke einer Dämmung aus. Die resultierende Dicke einer Dämmung leitet sich aus dem zu erreichenden U-Wert her. Dieser ist der Kehrwert des Wärmedurchgangswiderstandes R, der sich wiederum aus dem Quotienten aus Dicke und Lambda-Wert des Dämmstoffes zusammensetzt.
• Unterschied Nennwert und Bemessungswert: Der Nennwert der Wärmeleifähigkeit λ_D ist der Wert, den die Dämmstoffhersteller im Rahmen der europäischen CE-Kennzeichnung für ihre Produkte deklarieren. Für bauphysikalische Berechnungen muss in Deutschland aber mit dem Bemessungswert λ nach DIN 4108 gerechnet werden. Der Bemessungswert ist immer etwas höher als der Nennwert, weil dieser einen Sicherheitszuschlag beinhaltet.

Ist der Lambda-Wert kleiner als 0,1 W/(m*K), so wird ein Baustoff als Dämmstoff bezeichnet. Folgende Tabellen zeigen, dass die gebräuchlichen Dämmstoffe meistens einen Lambda-Wert von 0,025 bis 0,075 W/(m*K) aufweisen. Baustoffe haben meistens Werte, die deutlich über 0,1 W/(m*K) liegen.

* Dämmziegel sind eine Sonderform von Hochlochziegeln. Sie erreichen besonders gute Lambda-Werte, da ihre Hohlräume mit Dämmstoff verfüllt sind. » Übersicht über Wärmedämmziegel

Der Lambda-Wert bezieht rein formal jedoch nicht die Dicke des Damm- bzw. Baustoffes mit ein, sodass auf die Wärmeleitfähigkeit in der Praxis nicht allein vom Lambda-Wert geschlossen werden kann.

Berücksichtigt man auch die Dicke eines Dämmstoffes, so wird aus dem Lambda-Wert der sogenannte U-Wert ("Unit of heat-transfer"), der früher auch als k-Wert bezeichnet wurde. Daher kann man für z. B. ein Dachfenster auch keinen Lambda-Wert angegeben, weil die Dicke dann bereits feststeht.

Der U-Wert beschreibt dementsprechend die Wärmeleitfähigkeit eines fertigen Dämmproduktes wie z. B. einer Fassadendämmplatte. Der U-Wert wird dabei in Watt pro Quadratmeter und pro Kelvin (W/(m²*K)) angegeben.

Zur Berechnung des U-Wertes wird zunächst der R-Wert - der Wärmedurchgangswiderstand - berechnet. Er bezeichnet den Widerstand, der von allen Schichten eines Bauteils und seinen Außenkanten, gemeinsam einem Wärmestrom entgegengesetzt wird. Er ist der Quotient aus der Dicke des Materials in Metern und dem Lambda-Werts des Bau- bzw. Dämmstoffs:

\(R = {d \over λ}\)

Nimmt man nun den Kehrwert des R-Werts, so resultiert der U-Wert:

\(U = {1 \over R}\)

Der U-Wert ist für die Baupraxis aussagekräftiger als der reine Lambda-Wert, weil er sich nicht nur auf die Dämmeigenschaften des Ausgangsstoffes beschränkt. Würde man z. B. die Dicke eines Dämmstoffes verdoppeln, so würde sich auch der U-Wert entsprechend anpassen, der Lambda-Wert bliebe hingegen natürlich gleich.

Da der Lambda-Wert eines Dämmstoffes beim Verkauf angegeben werden muss, wird dieser vom Dämmstoffe-Hersteller in Laborversuchen standardisiert ermittelt. Dabei wird in der Regel der Lambda-Wert im trockenen Dämmstoffzustand und unter verschiedenen Bauteilfeuchten ermittelt.

Der Versuchsaufbau im Labor kann dabei vereinfacht wie folgt dargestellt werden. Bei der Versuchsdurchführung wird ein geregelter Heizkasten in einem Schutzraum an den Dämmstoff angebracht, in dem mittels einer elektrischen Direktheizung die Innenluft in örtlicher und zeitlicher Konstanz erwärmt wird. Dieser Raum wird dann so lange erhitzt, bis die Raumtemperatur nicht weiter steigt. Dies ist dann der Punkt, in dem der Wärmeverlust genau der angelegten Heizleistung entspricht. Hieraus kann dann der Lambda-Wert berechnet werden.

Eine Überprüfung dieses Lambda-Wertes findet dann durch den Hersteller als auch durch staatlich anerkannte Institute in Intervallen statt. Diese Rechenwerte wurden früher dann einer Wärmeleitfähigkeitsgruppe (WLG) zugeordnet.

Heute werden die Lambda-Werte für die wärmetechnische Bemessung nicht mehr an Gruppen gebunden, sondern in Milliwatt-Stufen exakt angegeben als Wärmeleitfähigkeitsstufe (WLS), meistens kurz Wärmeleitstufe genannt, angegeben.

Die Bezeichnung WLS wird analog zur Wärmeleitgruppe (WLG) verwendet. Bei der WLS erfolgt die Einteilung der Stufen in 1er-Schritten, z. B.

• WLS 019 (λ = 0,019) oder
• 032 (λ = 0,032),

bei der WLG in 5er-Schritten, z.B.

• WLG 035 (λ = 0,031 bis 0,035) oder
• WLG 045 (λ = 0,041 bis 0,045).

Seit Einführung der Europäischen Bauprodukteverordnung 2013 unterscheidet man drei verschiedene Lambda-Werte zur Kennzeichnung und zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit von Wärmedämmstoffen:

• Lambda-Wert gemäß DIN 4108-4 (Rechenwert der Wärmeleitfähigkeit)
• Lambda-Wert gemäß CE-Kennzeichnung (Nennwert der Wärmeleitfähigkeit)
• Lambda-Wert gemäß Allgemeiner Bauaufsichtlicher Zulassung (Grenzwert der Wärmeleitfähigkeit)

Diese unterschiedlichen Lambda-Werte unterscheiden sich durch die Art wie sie ermittelt und verwendet werden. Dabei kann jedoch nur der Rechenwert der Wärmeleitfähigkeit gemäß der DIN 4108-4 direkt zum Nachweis bauphysikalischer Eigenschaften von Bauteilen verwendet werden. Alle anderen Lambda-Werte erfordern einen Sicherheitsabschlag.

Bei wärmeschutztechnischen Berechnungen wie für den Wärmeschutznachweis gemäß Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist daher der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit zu verwenden, der ebenfalls auf dem Dämmstoff-Etikett angegeben werden muss. Dieser Lambda-Wert ist höher als der bei der CE-Kennzeichung angegebene Nennwert. Er liegt höher, da der Bemessungswert bereits z. B. Unzulänglichkeiten beim Einbau des Dämmstoffes berücksichtigt, die später zu höheren Wärmeverlusten als auf Basis des Nennwerts führen.

Der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit beschreibt die tatsächliche wärmetechnische Eigenschaft eines im Gebäude installierten Baustoffes oder Bauproduktes über die gesamte Nutzungsphase.