🧊 Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ
Bestimmung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten λ von Dämm- und Baumaterialien mit Verfahren der abgeschirmten Heizplatte (GHP) oder Wärmestromsensor (HFM).
Übersicht
Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ [W/(m·K)] ist wichtigster Wärmedämmungsparameter von Baumaterialien. Je niedriger λ, desto bessere Wärmedämmeigenschaften. Typische Werte: EPS-Schaum 0,031–0,040, Mineralwolle 0,032–0,040, Beton 1,0–1,5, Ziegel 0,6–0,8, Holz 0,13–0,18.
Norm PN-EN 12667 beschreibt zwei Referenzverfahren: - Abgeschirmte Heizplatte (GHP — Guarded Hot Plate) — absolutes Verfahren, genauestes - Wärmestromsensor (HFM — Heat Flow Meter) — vergleichendes Verfahren, schneller
Wert λ ist unerlässlich für Gebäudewärmeberechnungen (MIiR-Verordnung 2015), Dämmdickenauswahl, Leistungserklärung (DoP) von Baumaterialien und Gebäudeenergiezertifizierung.
Prinzip der Methode
GHP-Verfahren (abgeschirmte Heizplatte): Materialprobekörper bekannter Dicke d wird zwischen Heizplatte (heiß) und Kühlplatte (kalt) platziert. Schutzzone eliminiert seitliche Wärmeverluste. Nach Erreichen des stationären Zustands werden Heizleistung Q, Plattentemperaturen T₁ und T₂ sowie Dicke d gemessen.
λ = Q × d / (A × ΔT) [W/(m·K)]
wobei Q — Heizleistung [W], d — Dicke [m], A — Heizfläche [m²], ΔT = T₁ - T₂ [K].
HFM-Verfahren: analog, aber Wärmeleistung wird von auf Referenzmaterial kalibriertem Wärmestromsensor gemessen.
Anwendungen
- Zertifizierung von Dämmprodukten (EPS, Wolle, PIR, XPS)
- Leistungserklärung (DoP) — CE-Kennzeichnung
- Gebäudewärmeberechnungen (U-Wert von Trennwänden)
- Qualitätskontrolle der Dämmstoffproduktion
- F&E neuer Wärmedämmstoffe
- Bewertung natürlicher Materialdämmung (Zellulose, Hanf, Schafwolle)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Bereich λ (GHP) | 0,01–0,5 W/(m·K) |
| Bereich λ (HFM) | 0,02–0,5 W/(m·K) |
| Genauigkeit (GHP) | ±2% |
| Genauigkeit (HFM) | ±3–5% |
| Probekörperabmessungen | 300×300 mm oder ø300 mm |
| Probekörperdicke | 20–100 mm (typisch) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 12667:2002
- Titel (PL)
- Właściwości cieplne materiałów i wyrobów budowlanych — Określanie oporu cieplnego metodami osłoniętej płyty grzejnej i przepływomierza cieplnego — Wyroby o dużym i średnim oporze cieplnym
- Title (EN)
- Thermal performance of building materials and products — Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods — Products of high and medium thermal resistance
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Probekörpervorbereitung
Probekörper auf Geräteabmessungen zuschneiden (z. B. 300×300 mm). Dicke messen (mind. 5 Punkte, Mittelwert). Wiegen (zur Dichteberechnung). Bei 23°C/50% RH mind. 24 h konditionieren.
2. Gerätekonfiguration
Plattentemperaturen einstellen: T_heiß = 35°C, T_kalt = 15°C (Mittelwert 25°C, ΔT = 20 K). Oder gemäß Produktnormanforderungen.
3. Probekörperplatzierung
Probekörper mittig zwischen Platten platzieren. Vollständigen Kontakt sicherstellen (keine Spalten). Bei GHP — Schutzzone prüfen.
4. Messung
Messung starten. Gerät erreicht automatisch stationären Zustand (ΔT-Stabilität < 0,1 K für 30 min). Messzeit: 2–12 h (abhängig von Material).
5. Ergebnisablesung
Software berechnet λ, R (Wärmedurchlasswiderstand), Wärmeleistung. Mind. 3 Wiederholungen durchführen. Mittelwert und Standardabweichung berechnen.
6. Berichterstattung
λ mit Genauigkeit 0,001 W/(m·K) angeben. Messbedingungen angeben (Temperaturen, Probekörperfeuchte, Dichte). Deklarationswert λD gemäß PN-EN ISO 10456 bestimmen.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| GHP-Gerät | Netzsch GHP 456, Lambda-Messtechnik, LaserComp FOX | 200.000–500.000 PLN |
| HFM-Gerät | Netzsch HFM 446, LaserComp FOX 314/600, Hukseflux TRSYS | 100.000–300.000 PLN |
| Laborofen | Zur Probekörperkonditionierung (70°C) | 5.000–15.000 PLN |
| Messschieber / Dickenmesser | Zur Probekörperdickenmessung mit Genauigkeit 0,1 mm | 200–1.000 PLN |
| Analysenwaage | Zur Probekörperdichtebestimmung | 5.000–15.000 PLN |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Heizplatten — Temperatur bis 80°C, Verbrennungsgefahr
- Dämmstoffe — Staub (Mineralwolle), FFP2-Maske
- Probekörperschneiden — Vorsicht mit Schneidwerkzeugen