Wärmespeicherfähigkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Baustoffs oder Bauteils, Wärme aufzunehmen, zu speichern und zeitversetzt wieder abzugeben. Sie ergibt sich aus Rohdichte, spezifischer Wärmekapazität und Masse. Schwere Bauteile puffern Temperaturschwankungen, was besonders den sommerlichen Wärmeschutz verbessert.
Das Wichtigste in Kürze
- Je mehr Masse und je höher die Wärmekapazität, desto mehr Wärme kann gespeichert werden.
- Speichermasse dämpft Temperaturspitzen und verzögert sie. Sie ersetzt aber keine Dämmung und keinen Sonnenschutz.
- Besonders wichtig ist sie im Dachgeschoss und bei Leichtbau, wo es im Sommer schnell heiß wird.
- Die Masse muss raumseitig frei liegen. Verkleidungen, Dämmung und Teppiche verringern die Wirkung.
Was ist Wärmespeicherfähigkeit?
Die spezifische Wärmekapazität c gibt an, wie viel Energie nötig ist, um 1 kg eines Stoffs um 1 Kelvin zu erwärmen. Sie wird in J/(kg·K) oder kJ/(kg·K) angegeben. Multipliziert man sie mit der Rohdichte ρ (kg/m³), erhält man die Wärmespeicherfähigkeit je Kubikmeter in kJ/(m³·K).
Praktisch zählt die Masse im Bauteil. Eine dicke, schwere Wand speichert mehr als eine dünne, leichte. Wasser hat mit rund 4,2 kJ/(kg·K) eine sehr hohe Wärmekapazität, deshalb eignen sich Wasserspeicher gut zum Speichern von Heizwärme.
Funktionsweise im Gebäude
Nimmt ein Bauteil Wärme auf, etwa durch Sonne oder Heizung, steigt seine Temperatur nur langsam. Bei kühlerer Umgebung gibt es die Wärme verzögert wieder ab. Zwei Effekte sind dabei wichtig:
- Temperaturamplitudendämpfung: Die Schwankung der Raumtemperatur im Tagesverlauf wird kleiner.
- Phasenverschiebung: Das Temperaturmaximum tritt später auf, zum Beispiel erst am Abend statt am Mittag.
Für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes (DIN 4108-2) wird die wirksame Wärmespeicherfähigkeit Cwirk bezogen auf die Grundfläche betrachtet. Das Verfahren teilt Gebäude grob in leichte, mittlere und schwere Bauart ein. Dabei wird vereinfacht nur die raumseitige Schicht bis etwa 10 cm angesetzt.
Typische Werte von Baustoffen
Die Zahlen sind gerundete Richtwerte aus üblichen Planungstabellen.
| Baustoff | Rohdichte in kg/m³ | Wärmekapazität in kJ/(kg·K) | Speicherfähigkeit in kJ/(m³·K) |
|---|---|---|---|
| Beton | ca. 2.300 | ca. 1,0 | ca. 2.300 |
| Kalksandstein | ca. 1.800 | ca. 1,0 | ca. 1.800 |
| Hochlochziegel | ca. 800 | ca. 1,0 | ca. 800 |
| Holz (Fichte) | ca. 500 | ca. 1,6 | ca. 800 |
| Gipsplatte | ca. 900 | ca. 1,0 | ca. 900 |
| Holzfaserdämmplatte | ca. 150 bis 250 | ca. 2,1 | ca. 300 bis 500 |
| Mineralwolle | ca. 30 bis 150 | ca. 1,0 | ca. 30 bis 150 |
Beispiel: Ein Quadratmeter Betonwand mit 10 cm Dicke speichert etwa 230 kJ je Kelvin Temperaturänderung. Das sind rund 64 Wh pro Kelvin. Eine gleich dicke Schicht Mineralwolle speichert etwa ein Zehntel davon oder weniger.
Anwendung in Bau und Renovierung
Sommerlicher Hitzeschutz
Besonders im Dachausbau ist die Speichermasse gering. Ohne Masse heizen sich Räume bei Sonne rasch auf. Hilfreich sind Dämmstoffe mit höherer Rohdichte wie Holzfaserplatten, Lehm- oder Gipsfaserplatten und massive Aufdopplungen. Die Wirkung ist begrenzt: Wichtiger sind äußerer Sonnenschutz und Nachtlüftung, damit die gespeicherte Wärme wieder abgegeben wird.
Heizbetrieb
Massive Innenwände und Estrich speichern Heizwärme und Sonnengewinne und geben sie gleichmäßig ab. Der Einfluss auf den Heizenergiebedarf ist meist kleiner als der von Dämmung und Dichtheit. Mehr Masse macht das Haus aber träge: Es heizt langsam auf und kühlt langsam ab, was die Nachtabsenkung beeinflusst. Bei Fußbodenheizung ist der Estrich selbst der Speicher.
Renovierung
- Innendämmung: Sie entkoppelt die Wandmasse vom Raum und verringert die nutzbare Speichermasse.
- Abgehängte Decken und Vorsatzschalen aus Gipskarton überdecken Betondecken und Mauerwerk. Die Speicherwirkung geht teilweise verloren.
- Bodenbeläge: Fliesen und Stein leiten Wärme besser in den Estrich als dicke Teppiche.
Praxis-Tipps und typische Fehler
- Nicht Wärmespeicherfähigkeit mit Wärmedämmung verwechseln. Dämmung bremst den Wärmestrom, Masse speichert Wärme.
- Speichermasse nicht verdecken. Frei liegende Betondecken und massive Innenwände wirken am besten.
- Nachts lüften, wenn es draußen kühler ist, damit die Masse sich entladen kann.
- Leichtbau mit Masse ergänzen: Putz aus Lehm oder Kalk, dickere Beplankung oder massive Bauteile erhöhen die Wirkung.
- Phasenwechselmaterialien (PCM) können Speicherkapazität bei dünnen Schichten erhöhen. Wirkung und Nutzen sind produktabhängig und vor dem Einbau zu prüfen.
Häufige Fragen zur Wärmespeicherfähigkeit
Was ist der Unterschied zwischen Wärmespeicherfähigkeit und Wärmedämmung?
Wärmedämmung verringert den Wärmeverlust durch ein Bauteil, beschrieben durch den U-Wert. Wärmespeicherfähigkeit beschreibt, wie viel Wärme das Bauteil aufnehmen kann. Beide Eigenschaften ergänzen sich.
Welche Baustoffe speichern Wärme besonders gut?
Schwere mineralische Baustoffe wie Beton, Kalksandstein und Vollziegel speichern viel Wärme je Kubikmeter. Holz speichert mehr Wärme je Kilogramm, hat aber eine geringere Rohdichte. Dämmstoffe speichern wenig, Holzfaserplatten etwas mehr als Mineralwolle.
Hilft Wärmespeicherung gegen Hitze im Dachgeschoss?
Ja, sie dämpft Temperaturspitzen und verschiebt sie in den Abend. Allein reicht sie nicht. Außenliegender Sonnenschutz und nächtliches Lüften sind in der Regel wirksamer.
Ist ein Massivhaus besser als ein Holzhaus?
Nicht pauschal. Massivbauten haben mehr Speichermasse, Holzbauten können mit Holzfaserdämmung, Lehmplatten oder dickeren Beplankungen viel ausgleichen. Entscheidend sind der gesamte Aufbau, Verschattung und Lüftung.
Verwandte Begriffe
U-Wert, Nachtabsenkung, Estrich, Fußbodenheizung, Kalksandsteine
