Fenster und Türen

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Allgemein
Technik
RAL-Montage
Türen
Sonnenschutz

 

Allgemein

Fenster und Türen sind ihre Öffnungen zur Außenwelt und sowohl an der Fassade als auch im Raum gestalterische Elemente.

 

Fensterverluste

 Quelle: Hilzinger

 

Mit modernen, energieeffizienten Fenstern und Türen lassen sich bis zu 15% der Energieverluste vermeiden.

Ein modernes Fenster gewinnt bei richtiger Planung in der Heizperiode mehr Energie als es verliert.

Technik

Die wärmetechnische Qualität eines Fensters ergibt sich aus der Bewertung und Bestimmung der Einzeldaten von

  • Rahmenprofil (Uf-Wert)

  • Verglasung (Ug-Wert) und dem

  • längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizient des Abstandhalterprofils der Isolierverglasung (ψ-Wert).

 

Den wärmetechnisch größten Einfluss auf den UW-Wert des Fensters nimmt wegen des großen Flächenanteils die Verglasung ein. 

 

Rahmenprofile

Neben dem Wärmeschutz spielt das Aussehen, die Wetterfestigkeit und der erforderliche Pflegeaufwand eine Rolle bei der Auswahl des Rahmenmaterials.

Welches Material unter ökologischen Gesichtspunkten besonders empfehlenswert ist, wurde in verschiedenen Studien untersucht.


Einen Sieger gab es nicht, jedoch ist festzustellen:
  • Zur Herstellung von Kunststoff- und Aluminiumrahmen werden fossile Rohstoffe und viel Energie benötigt.

  • Holz ist hier nachwachsender Rohstoff im Vorteil, solange Holz aus nachhaltiger Forstwirtschaft stammt. 

Wichtiger als die Wahl des Rahmenmaterials ist die Kombination mit den richtigen Gläsern und die fachgerechte Montage.

Nur durch den energetisch optimalen Einbau der Fenster wird der maximale Energieeinspareffekt erreicht.

Die häufigsten Rahmenmaterialien und ihre Eigenschaften im Überblick:

 Holzrahmen

 

Holzfenster

Quelle: Fenster-Paul Marktheidenfeld

 

Der nachwachsende, natürlichen Rohstoff Holz (Fichte, Lärche, Kiefer, Hemlock, Afzelia, Meranti, Eiche, Framire...) bietet einen sehr guten Wärmeschutz.

Der Nachteil: Viele Hölzer sind nur witterungsbeständig, wenn sie regelmäßig
gestrichen werden - je nach Anstrich und Holz alle drei bis zehn Jahre.

68 mm Rahmenprofile erreichen Uf-Werte von 1,3 W/m2K.

Der Trend geht jedoch zu größeren Profiltiefen.

Die Verwendung von thermisch getrennten oder außenliegenden Regenschutzschienen
kann das betreffende Profil im Vergleich zu thermisch ungetrennten Schienen bis zu 0,3 W/m2K verbessern.

 

Holz-Aluminiumrahmen

Holz-Aluminium
Quelle: Fenster-Paul Marktheidenfeld

 

Dieses Rahmenprofil verbindet die guten Eigenschaften der beiden Materialien.
Innenseitig sorgt behagliches Holz für eine wohnliche Atmosphäre.

Außen schützen Aluminium-Profile dauerhaft vor allen Witterungsbedingungen.

Ein Renovierungsanstrich ist nicht mehr nötig.

U-Werte sind mit Holz- und Kunststoffrahmen vergleichbar.

 

Kunststoffrahmen

Kunststoff

Quelle: Salamander SIP

Kunststoffrahmen, zumeist aus PVC, werden vor allem wegen des geringen Pflegeaufwands (kein Anstrich nötig, gelegentliches Abwaschen reicht) und
des etwas niedrigeren Preises geschätzt.

Aktuell sind Fünfkammerprofile wärmetechnischer Standard. Mit einer klassischen Stahlaussteifung und einer Anschlagdichtung können Uf-Werte von 1,3 W/m2K erreicht werden.

Neben wärmetechnisch optimierten oder getrennten Stahlaussteifungen geht der Trend zu Konstruktionen ohne Stahlaussteifung.

 

Metallrahmen

 

Aluminium

 

Aluminiumrahmen sind witterungsbeständig und praktisch wartungsfrei.

Rahmenprofile mit einer Ansichtsbreite von ca. 100 mm in Verbindung mit einer wärmetechnisch optimierten Mitteldichtung können Wärmedurchgangskoeffizienten von Uf = 1,4 W/m2K erreichen.

Verbundmaterialien

Verbundrahmen

Quelle: Variotec

 

Um sehr gute U-Werte zwischen 0,6 und 0,8W/m2K zu erreichen kombiniert man beispielsweise Holz oder Kunststoff mit zusätzlicher Dämmung aus Kork, Polyurethanschaum (PU) oder Zellulose.

Man muss für die aufwändige Herstellung mit bis zu 70 % Aufpreis auf die jeweilige Normalausführung rechnen.

 

Isolierverglasung

Die Anforderungen der EnEV 2009 lassen sich noch mit Zweifachverglasung und optimierten Rahmenprofilen (Uf-Wert 1,3 W/m2K) erreichen.

Bessere Uw-Werte lassen sich mit 3-fach Glas mit einem Ug-Wert von 0,5 - 0,7 W/m2K erreichen.


Abstandhalter

Diese werden in der Standardausführung aus Aluminium gefertigt.

Die sogenannte "warme Kante" ist ein wärmetechnisch verbesserter Abstandshalter.

 

Energieströme beim Fenster

Größe und die Richtung der Energieströme hängen wesentlich von Randbedingungen wie Lufttemperatur auf der Innen-/Außenseite, der Windgeschwindigkeit und der solaren Einstrahlung ab.

 

Wärmedurchgangskoeffizient UW 

Der Einfluss des U-Werts für das gesamte Fenster lässt sich sehr gut an folgendem Beispiel erkennen.

Annahmen:

  • „Normfenster“ 1,23m x 1,48m
  • Temperaturdifferenz von 32°C (Innen 20oC, Außen -12oC)
  • Wärmeverluste wie über den Wandanschluss unberücksichtigt

Fenster UW-Wert von 1,3 W/m2K
           Wärmeverlust von 76 Watt

Somit müsste, ohne Berücksichtigung der übrigen Wandflächen, mit 76 Watt permanent nachgeheizt werden, um die Raumlufttemperatur konstant zu halten.

 Fenster UW-Wert von 0,9 W/m2K
          Wärmeverlust von 52 Watt

Dieses Fenster spart bei gleichen Randbedingungen somit 24 Watt Heizenergie.

Unter der Annahme des deutschen Normklimas(Würzburg) ließen sich bei einem Haus mit 40 m2 Fensterfläche pro Jahr ca. 200 Liter Erdöl sparen.

Solare Zugewinne

 

Durchlassgrad
Quelle: Interpane
 

Bei klarem Himmel beträgt die Strahlungsleistung der Sonne bei einem senkrechten Strahlungswinkel ca. 1000 W/m2.

Ein "Normfenster" mit einem Energiedurchlassgrad g von 0,61 (61%)  kann somit einen maximalen Energieeintrag von ca. 750 W erreichen.

Der Energieeintrag durch solaren Zugewinn kann also im Vergleich zum Wärmeverlust des Fensters um  ein Vielfaches höher liegen.

Moderne Fenster mit Dreifachverglasung bringen auf der Süd-, Ost und Westseite spürbare Gewinne, die die Wärmeverluste überwiegen und so den Heizwärmebedarf des Gebäudes verringern. 

Im Winter sind hohe solare Zugewinne durchaus wünschenswert.

Im Sommer sind solare Zugewinne nachteilig, diese erhöhen die Raumtemperatur.

 Glas Optimum


 

Wärmeverluste durch den Baukörperanschluss

Beim Einbau eines Fensters in ein Gebäude ist entsteht im Übergangsbereich zur Außenwand eine Wärmebrücke. Der Energieverlust über diese Wärmebrücke wird über den ψ-Wert angegeben.


Wärmetechnisch optimierte Baukörperanschlüsse, beispielsweise bei der Überdämmung des Blendrahmens oder der Einbau in die Dämmebene wirken sich bauphysikalisch und energetisch positiv aus.
 
Einbaulage
 
Quelle: PHI

Links Einbau in der Dämmebene, rechts in der bündig in der Laibung.

Unter Berücksichtigung des Aufwandes ist die optimale Einbausituation die Rückseite des Blendrahmens mit der Außenkante des Mauerwerks bündig zu setzen.

Bei monolithischen Wandaufbauten sollte die Einbauposition im mittleren Drittel der Wand liegen.

 

Anschlussfugen
Die Ausbildung der Anschlussfugen hat nach den anerkannten Regeln der Technik folgende Bedingungen zu erfüllen:
  • dauerhaft luftundurchlässig

  • auf der Raum- und der Außenseite "innen dichter als außen"

  • Fugenraum ist vollständig mit Dämmstoff auszufüllen

  • Oberflächentemperatur Fensteranschluss > Taupunkttemperatur

  • Mindestfugenbreiten sind einzuhalten

  • optimale Einbaulage des Fensters ist sicher zu stellen

  • Dicht-und Schaumstoffe allein sind keine Befestigungselemente

  • Haftflächen für den Dichtstoff oberflächenbündig

 

RAL-Montage

Die Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren beschreibt in ihrem "Leitfaden zur Montage" die Grundlagen und die Ausführung für die Baukörperanschlussausbildung von Fenstern und Haustüren. 

Im konstruktiven wie im bauphysikalischen Bereich des Leitfadens werden die notwendigen technischen Details beschrieben. Nur so kann die Nutzungsdauer der Fenster und Haustüren langfristig gesichert werden. Mit einem Einbau nach den Vorgaben des Leitfadens zur Montage werden die allgemein anerkannten Regeln der Technik erfüllt.

Aus diesem Leitfaden resultierte dann in der Folgezeit die irreführende Verwendung von der "RAL-Montage" als Synonym für eine Montage nach den anerkannten Regeln der Technik.

 Eine "RAL-Montage" im Sinne des Wortes gibt es nicht.

Eine Gewähr für die hochwertige Umsetzung dieses Montagestandards durch Schulung der Monteure und unabhängige Überprüfung der Montage können nur Betriebe mit dem RAL-Gütezeichen für Fenster und Haustüren bieten. Das entspricht auch den Anforderungen der EnEV.

ca. 80% aller Probleme im Zusammenhang von Fenster und Türen werden durch unsachgemäßen Einbau verursacht! 

 

Türen

Alle oben für Fenster genannten Punkte gelten auch für die Türen.

Besondere Beachtung sollte das Türblatt erhalten.

Durch eine energetisch hochwertige Füllung lassen sich gute U-Werte für die Türe erzielen.

Haustüre

Eine thermisch getrennte Bodenschwelle verhindert ebenfalls, dass eine Wärmebrücke in diesem Bereich entsteht.

Neben den umlaufenden Türdichtungen sind Passivhaustüren zusätzlich mit automatischen Dichtungen am Boden ausgerüstet. 

 

Sonnenschutz

Ein intelligent gesteuerter Sonnenschutz hilft Energie für Heizung, künstliche Beleuchtung und Klimatisierung zu sparen.

Er hat die primäre Aufgabe eine Überhitzung durch ungehinderte Sonneneinstrahlung zu verhindern.

Dringen durch die Fenster Sonnenstrahlen ein, heizt sich die Luft auf und ein Wärmestau entsteht.

Außenliegender Sonnenschutz lässt - intelligent gesteuert - in den warmen Monaten nur noch 5% der Wärmeenergie in den Raum.

In der kalten Jahreszeit lässt er die Sonnenenergie ungehindert in das Gebäude eindringen. 

 


Hier einige Beispiele für energetisch optimalen Sonnenschutz:

 

Fenster in der Dämmebene, Rollladen hinterdämmt. Minimale Wärmebrücken.



Rolladen

Die abgebildeten Warema Fenster-System-Raffstoren (FSR) lassen sich wahlweise unsichtbar in die Fassade integrieren und sind speziell für Wärmedämmverbundsysteme ausgelegt - womit die Einhaltung der EnEV kein Problem darstellt.

Diese Vorbau Raffstoren sind energetisch optimal eingebaut:

 
 
 Raffstoren
Bei Dachfenstern ist ein außenliegender Rollladen die beste Lösung. Mit einem 220 V Antrieb könnte dieser problemlos in die Sonnenschutz-Steuerung eingebunden werden.
 
Dachfensterrolladen
 
 
Bei Sonnenschutz mit manuellem Antrieb ermöglichen pfiffige Detaillösungen eine zusätzliche Energieeinsparung.

Die thermische Entkoppelung des Antriebsgestänges und eine höhere Luftdichtheit bei den neuen patentierten WAREMA Gelenklagern senken energetische Verluste um bis zu 50 Prozent.

Kurbel wärmegedämmt

 

Sonnenschutzsteuerung

Am Markt werden sehr gute funkbasierende Nachrüstsysteme, wie das Warema WMS System angeboten.

Sie benötigen lediglich einen 220 V Anschluss für den Motor. Als Steuerung wird bei Rollläden ein WMS-Aktor in eine Schalterdose  im Innenraum eingebaut. Bei Raffstoren kann ein WMS-Zwischenstecker in das Vorbauelement eingebaut werden.

Steuerung
 

Dem Sonnenstand folgend können Räume verdunkelt werden.

Dadurch bleibt ihr Gebäude im Sommer wesentlich kühler. 

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