Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchlasswiderstand und U-Wert bei SIPs mit PUR-, PIR- oder EPS-Kern

SIP steht für Structural Insulated Panel. Deckschichten, Kern und Wärmeleitfähigkeit der konkreten Ausführung ergeben sich aus den Produktunterlagen.

Erfassen Sie die Wärmeleitfähigkeit in W/(m·K) und unterscheiden Sie zwischen deklariertem Wert und Bemessungswert. Entnehmen oder messen Sie die Kerndicke gesondert. Wer die OSB-Deckschichten zur Schaumdicke zählt, überschätzt den Widerstand der Dämmschicht.

Bei gleicher Dicke und gleichen Randbedingungen lässt eine homogene Schicht mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit weniger Wärme hindurch. Ein bestimmter PUR- oder PIR-Kern kann je Millimeter einen höheren Widerstand als das verglichene EPS bieten. Tragfähigkeit, Brandverhalten und Schallschutz brauchen eigene Nachweise.

EPS und Polyurethanschäume gibt es in mehreren Ausführungen. Vergleichen Sie zwei eindeutig bezeichnete Produkte mit ihren jeweiligen Kennwerten. Bei gleichem Wärmeschutzziel kann der wesentliche Unterschied in der nötigen Dämmdicke liegen. Der gewählte Querschnitt muss zugleich die statischen Anforderungen erfüllen.

Für eine homogene Schicht gilt R = d/λ mit der Dicke d in Metern. Für einen 0,12 m dicken Kern mit einer angenommenen Wärmeleitfähigkeit von 0,022 W/(m·K) ergibt sich ein Widerstand von rund 5,45 m²·K/W. Das Ergebnis gilt für den Kern allein.

Setzen Sie zum Vergleich für EPS eine Wärmeleitfähigkeit von 0,036 W/(m·K) an. Bei 0,12 m Dicke beträgt der Widerstand rund 3,33 m²·K/W. Für etwa 5,45 m²·K/W wären bei dieser Wärmeleitfähigkeit rund 0,196 m EPS nötig. Die Rechnung beruht auf Beispielwerten. Verwenden Sie beim Angebotsvergleich die Angaben der konkreten Produkte.

Bei einer vereinfachten eindimensionalen Berechnung ist der U-Wert der Kehrwert des gesamten Wärmedurchgangswiderstands. Beziehen Sie alle Schichten sowie die passenden inneren und äußeren Wärmeübergangswiderstände ein. OSB, Innenbekleidungen und weitere Lagen gehen in das Ergebnis ein. Beim Kehrwert des Kernwiderstands allein fehlen sie.

Klären Sie, ob der Wert die Elementmitte, die Fläche einschließlich wiederkehrender Stöße oder eine Wand mit Öffnungen erfasst. Diese Bezugsbereiche können unterschiedliche Ergebnisse liefern. Vergleichen Sie Flächen mit denselben Rechenannahmen, bevor Sie die Wanddicke festlegen.

An SIP-Stößen können Holzquerschnitte, Federn und Verbindungsmittel liegen. Ecken, Wandfüße und Laibungen haben wiederum andere Geometrien. Berücksichtigen Sie diese Wärmeleitpfade bei der Beurteilung der Hülle und in der Wärmebilanz. Ein Stoß kann örtlich mehr Wärme leiten als der ungestörte Polyurethankern.

Fordern Sie die der Berechnung zugrunde gelegten Anschlussdetails an und gleichen Sie sie mit den Montagezeichnungen ab. Prüfen Sie bei einer geänderten Feder oder einem anderen Abstand, ob die Berechnung weiterhin gilt. Damit ist der Wert einem nachvollziehbaren Aufbau zugeordnet.

Neben dem Wärmefluss durch die Schichten kann an Stößen und Leitungsdurchführungen Luft entweichen. Die Wärmeleitfähigkeit des Schaums erfasst diese Verluste nicht. Prüfen Sie bei Planung und Abnahme die durchgehende Luftdichtheitsebene, Fenster- und Türanschlüsse sowie die geplante Lüftung.

Zu den Einflussgrößen der Heizkosten zählen Hüllflächen, Klima, Raumtemperatur und Anlagenwirkungsgrad. SIPs mit Polyurethankern können den Energiebedarf senken. Das Ausmaß ergibt sich aus der Gebäudeberechnung. Ein prozentualer Unterschied bei der Wärmeleitfähigkeit lässt sich nicht unmittelbar auf die Heizkosten übertragen.

Führen Sie je Variante Kernmaterial, Kerndicke, Wärmeleitfähigkeit und übrige Schichten auf. Halten Sie fest, wie die Stöße eingerechnet wurden und welchen Bereich der U-Wert beschreibt. Ergänzen Sie die Anforderungen an Tragfähigkeit, Brandschutz und Schallschutz.

Bei niedrigerer Wärmeleitfähigkeit erreicht der gewählte PUR- oder PIR-Kern einen hohen Widerstand mit geringer Dicke. EPS mit höherer Wärmeleitfähigkeit braucht für denselben Kernwiderstand mehr Platz. Prüfen Sie anhand des berechneten Dickenunterschieds, welche Variante in den geplanten SIP-Aufbau passt.