Wärmestrom durch ein Bauteil
Wie viel Watt verliert eine Wand bei gegebenem U-Wert, Fläche und Temperaturdifferenz?
Der Wärmestrom Q̇ (Leistung in Watt) durch ein Bauteil ist das Produkt aus U-Wert, Fläche und der Temperaturdifferenz zwischen innen und außen. Die Formel ist die stationäre Form des Wärmedurchgangs: Sie gilt, wenn sich die Temperaturen nicht ändern und Speichereffekte des Bauteils keine Rolle spielen. Für die Heizlast wird mit der Normaußentemperatur gerechnet, für Energiebilanzen mit Mittelwerten über die Heizperiode.
Praktisch beantwortet die Formel die Frage, welche Heizleistung ein einzelnes Bauteil bindet – etwa eine ungedämmte Außenwand an einem kalten Wintertag – und wie groß die Entlastung nach einer Dämmmaßnahme ist. Vorzeichen: Q̇ ist positiv, wenn Wärme von innen nach außen fließt (θ_i > θ_e).
Größen und Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| WärmestromTransmissionswärmeverlust des Bauteils (Leistung) | W | |
| WärmedurchgangskoeffizientU-Wert des Bauteils | W/(m²·K) | |
| BauteilflächeFläche nach Außenmaßen (GEG-Konvention) | m² | |
| InnentemperaturRaumlufttemperatur, üblich 20 °C | °C | |
| AußentemperaturAußenlufttemperatur bzw. Normaußentemperatur | °C |
Rechenweg
- Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.
Grafik
Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.
Beispiel
Die ungedämmte Außenwand des Einfamilienhauses (U = 1,30 W/(m²·K), Fläche 160 m²) soll bei 20 °C Raumtemperatur und −12 °C Außentemperatur bewertet werden. Welcher Wärmestrom geht durch die Wand?
- Gegeben: U = 1,30 W/(m²·K), A = 160 m², θ_i = 20 °C, θ_e = −12 °C.
- Temperaturdifferenz: θ_i − θ_e = 20 °C − (−12 °C) = 32 K.
- Einsetzen: Q̇ = 1,30 W/(m²·K) · 160 m² · 32 K = 6 656 W ≈ 6,7 kW.
- Vergleich: Nach der Dämmung (U = 0,20 W/(m²·K)) wären es nur 0,20 · 160 · 32 = 1 024 W – die Wand bindet dann 5,6 kW weniger Heizleistung.
Ergebnis: 6 656 W ≈ 6,7 kW
Gültigkeit & Hinweise
- Stationäre Betrachtung: Speichereffekte und Sonneneinstrahlung auf die Außenoberfläche sind nicht enthalten.
- Flächen im GEG-Nachweis nach Außenmaßen; Wärmebrücken sind im U-Wert nicht enthalten (Zuschlag ΔU_WB, siehe Transmissionswärmeverlustkoeffizient).
- Für Bauteile gegen unbeheizte Räume oder Erdreich ist statt der Außentemperatur die Temperatur des Nachbarraums bzw. ein Temperatur-Korrekturfaktor F_x anzusetzen.
Typische Fehler
- Temperaturdifferenz mit falschem Vorzeichen bilden (−12 − 20 statt 20 − (−12)).