Mehr als nur gut dämmen

Niedrigenergiefenster, Warmfenster, Solargewinnfenster, Minergiefenster, Passivhausfenster, Fenster nach EnEV sind nur einige von den in der Vergangenheit geprägten Begriffen, die rund um energieeffiziente Fenster entstanden sind. Prinzipiell ist festzustellen, dass keine rechtlich verbindlichen Anforderungen existieren, was die wärmetechnischen Eigenschaften dieser Niedrigenergiefenster betrifft. Einzig und allein im Altbau wird ein Mindestwert von UW = 1,7 W/m²K gefordert.

Entsprechend der EnEV, die für den Neubau einen Niedrigenergiestandard umgesetzt hat, ergeben sich die Anforderungen an das Bauteil Fenster aus der entsprechenden Energiebedarfsberechnung. Enthält eine Ausschreibung für einen Neubau den

Text „Fenster nach EnEV“, kann dies vom Fensterbauer so pauschal nicht umgesetzt werden, da die Anforderungen an das Fenster im Neubau durch die planende Stelle vorgegeben werden müssen und vom Gesamtkonzept des Gebäudes abhängen. Dies wird in der Diskussion um wärmetechnische Eigenschaften meist vergessen.

Es existieren jedoch unverbindliche Richtlinien, deren wichtigste hier kurz zusammengefasst sind:

Dies ist ein Qualitätslabel für neue und sanierte Gebäude, das in der Schweiz entwickelt wurde. Neben den Anforderungen, die in erster Linie für das komplette Gebäude gelten, existieren auch Einzelanforderungen an unterschiedliche Produkte wie auch an das Fenster:

Glasanteil > 75 %

Das komplette Reglement und Nachweisverfahren zur Vergabe des Minergielabels für Fenster im Wohnungsbau ist im Internet unter www.fensterverband.ch erhältlich.

Bezüglich der Zertifizierung von Passivhaus geeigneten Komponenten existieren Anforderungen des Passivhaus Instituts (PHI) an die Verglasung und an den Rahmen. Es werden Anforderungen hinsichtlich der Verglasung und des Rahmens gestellt.

Für die Verglasung existieren 2 Kriterien:

Die Anforderung an den Rahmen lautet, dass mit einer Verglasung mit einem Ug = 0,7 W/m²K ein Fenster einen Wärmedurchgangskoeffizienten von UW unter oder gleich 0,8 W/m²K erreichen muss. Diese Anforderung leitet sich entsprechend der Festlegungen des PHI aus Komfortbedingungen ab.

Bei der Analyse der Energieströme durch das Bauteil Fenster sind folgende Faktoren zu beachten:

1. Wärmeverluste durch Transmission

Diese finden statt durch das Fenster selbst sowie durch die Wärmebrücke, die durch den Einbau des Fensters in die Außenwand verursacht wird. Die Kenngrößen hierfür sind der Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters UW sowie der lineare Wärmebrückenverlustkoeffizient Diese finden statt durch das Fenster selbst sowie durch die Wärmebrücke, die durch den Einbau des Fensters in die Außenwand verursacht wird. Die Kenngrößen hierfür sind der Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters UW sowie der lineare Wärmebrückenverlustkoeffizient . Speziell bei einer nicht optimierten Einbausituation des Fensters im Baukörper ist festzustellen, dass diese Wärmeverluste in einer Größenordnung liegen können wie die Verluste durch das Bauteil Fenster selbst.

2. Passive Solargewinne durch die Verglasung (Gesamtenergiedurchlassgrad g)

Bei der Diskussion der passiven Solargewinne ist besonders zu beachten: Neben den erwünschten Zugewinnen in der Heizperiode gibt es auch unerwünschte Zugewinne in der Sommerzeit.

3. Lüftungswärmeverluste

Diese werden durch den Fugendurchlasskoeffizienten a charakterisiert. Bei modernen Konstruktionen ist dieser Wert sehr gering und somit der Einfluss des Fugendurchlasskoeffizienten auf den Heizwärmebedarf verschwindend klein.

Neben den Wärmeverlusten zeichnet sich das Fenster dadurch aus, dass durch transparente Flächen auch Solarenergiegewinne möglich sind. Eine realistische Beurteilung des Fensters muss in Folge auch diese Energieströme mitbilanzieren. Dies wurde auch im Rahmen der Umsetzung der Wärmeschutzverordnung von 1995 durch den so genannten äquivalenten k-Wert ermöglicht. Hierdurch war es möglich, die Leistungsfähigkeit von Fenstern realistisch zueinander als auch im Vergleich zu anderen opaken Bauteilen der Außenwand darzustellen.

Dieses einfache und praxisnahe Instrument ist durch die EnEV leider verschwunden, da durch den Bezug auf die europäischen Normen die Gesamtbilanzierung erst im Rahmen des kompletten Gebäudes vorgenommen wird. Es sollte jedoch diese Leistungsfähigkeit wieder stärker in den Vordergrund gestellt werden. Die alleinige Diskussion um den U-Wert der Bauteile, oft bis zum Kampf um Hundertstel und Tausendstel geführt und durch so genannte Niedrigenergiestandards gefördert, scheint langfristig nicht erfolgversprechend.

Aber: Der Energieeintrag kann in der Übergangszeit und im Sommer zur Überhitzung der Innenräume führen. Hier legt die EnEV deutlich mehr Gewicht auf die Einbeziehung des sommerlichen Wärmeschutzes. Sie ist primär darauf ausgerichtet, mittels baulicher Maßnahmen die Kühlung des Gebäudes unter Einsatz von Energie zu vermeiden, denn in vielen Gebäuden aus dem Verwaltungsbereich ist heute der Energieaufwand zur Einhaltung einer behaglichen Raumtemperatur im Sommer größer als im Winter. Die zu geringe Beachtung des Sommerfalls ist ein Hauptmangel bei den meisten „Festlegungen“ bezüglich eines Niedrigenergiestandards von Fenstern.

Die Thematik der Lüftung ist speziell durch die in den letzten Jahren verstärkt auftretenden Schadensfälle durch Schimmelpilzbildung und Tauwasser eine der wichtigsten geworden. Die in der Öffentlichkeit vorherrschende Meinung, dass hierfür zu dichte Fenster verantwortlich sind, muss zurückgewiesen werden. Hauptursachen liegen vielmehr in einem bei den meisten Gebäuden immer noch fehlenden Lüftungskonzept sowie einem oft falsch verstandenen Energiesparen. Denn oft wird einfach zu wenig gelüftet. Eine Erarbeitung von Lüftungskonzepten, in denen das Fenster eine wesentliche Rolle spielt, ist also eine Hauptaufgabe der Zukunft. Hier gilt es, neue Möglichkeiten auf eine Energieeinsparung zu eröffnen. Schon eine der einfachsten Umsetzungen – die Abschaltung der Heizung im Raum bei geöffnetem Fenster – würde deutlich mehr Energieeinsparpotenzial erzielen, als den U-Wert um 0,1 W/m²K zu verbessern. Auch könnten Fenster als Zuluftelemente für eine zentrale Abluftanlage fungieren; der Lüftungsbedarf könnte über eine zentrale Regelung vorgenommen werden.

Auch wenn anhand der einzelnen quantifizierbaren wärmetechnischen Fenstereigenschaften ein Vergleich zwischen Produkten möglich ist, ist das Fenster letztendlich ein Bestandteil der Gebäudehülle und entscheidet nur mit über den gesamten Energiebedarf des Gebäudes. Es ist also nicht ausreichend, alleine den Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters zu betrachten und „willkürlich“ Grenzwerte festzulegen, die oft noch durch eine ideologische Betrachtung überlagert sind. Vielmehr ist es notwendig, aufgrund einer ganzheitlichen Bewertung des kompletten Gebäudes die Anforderungen oder auch Anforderungsklassen an das Fenster festzulegen.

Betrachtet man die Energieeinsparung des kompletten Gebäudes, wenn Fenster mit geringfügig unterschiedlichen UW-Werten (beispielsweise 1,2 oder 1,4 W/m²K) eingesetzt werden, so kann man feststellen, dass, bezogen auf das gesamte Gebäude, nur geringe Änderungen – wenige Zehntel Liter Öl pro m² und Jahr – eingespart werden. Dies sollte natürlich Beachtung finden, wenn es um die Diskussion der einzelnen Bestandteile des Fensters geht, wie beispielsweise den U-Wert des Rahmenprofils oder den längenbezogenen Betrachtet man die Energieeinsparung des kompletten Gebäudes, wenn Fenster mit geringfügig unterschiedlichen UW-Werten (beispielsweise 1,2 oder 1,4 W/m²K) eingesetzt werden, so kann man feststellen, dass, bezogen auf das gesamte Gebäude, nur geringe Änderungen – wenige Zehntel Liter Öl pro m² und Jahr – eingespart werden. Dies sollte natürlich Beachtung finden, wenn es um die Diskussion der einzelnen Bestandteile des Fensters geht, wie beispielsweise den U-Wert des Rahmenprofils oder den längenbezogenen -Wert des Glasrandverbundes.

Wichtig ist festzustellen, dass in der Regel mit niedrigeren Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung auch niedrigere g-Werte verbunden sind. Somit sinken auf der einen Seite zwar die Transmissionswärmeverluste, auf der anderen Seite aber ebenfalls die solaren Energiegewinne. Diesem Sachverhalt kommt speziell beim Übergang von 2fach auf 3fach-Verglasungen eine hohe Bedeutung zu, da durch den Einsatz von 2 Beschichtungen die solaren Energiegewinne entsprechend reduziert sind.

Eine reine Beschränkung auf die Festlegung von Maximalwerten des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters wird, obwohl einfach zu vermitteln, dem tatsächlichen Sachverhalt nicht gerecht. Es kann zu einer krassen Fehlinterpretation führen, wenn es um den Vergleich zweier Fenster hinsichtlich des Gesamtenergieverbrauchs des Gebäudes geht.

Schließlich gilt:

Energieeffizienz ist zwar wichtig, aber nicht alles.

Es gilt neue Konzepte zu entwickeln, welche die Leistungsfähigkeit von Fenstern im Wechselspiel mit dem Gebäude für den Verbraucher einfach und transparent darstellen. Sie sollen dabei helfen, weitere Funktionen in den Mittelpunkt zu stellen und dadurch der Leistung von Fenstern einen höheren Stellenwert bei den Bauherren zu geben. Beispielsweise geht es um den sommerlichen Wärmeschutz, Fugendurchlässigkeit, Schlagregendichtheit, Gebrauchstauglichkeit,

Dauerfunktion, Lüftung sowie Schallschutz und Einbruchhemmung.

Erst durch einen ganzheitlichen Ansatz wird es gelingen, Fenstern einen Stellenwert im gesamten Gebäude zu geben, der ihnen aufgrund ihrer Multifunktionalität gebührt.

Bei der Bewertung der energetischen Eigenschaften wären folgende Alternativen denkbar:

Neben den Ansätzen, neue Bewertungen für die Gesamtenergiebilanz von Fenstern zu erarbeiten, gibt es auch Alternativen, was die Fensterkonstruktionen selbst betrifft: Bieten nicht auch klassische Fensterkonstruktionen, die früher einen weit verbreiteten Einsatz hatten, neue Möglichkeiten? Potential bieten hier z. B. Verbundfenster oder Kastenfenster, die durch Einfachfenster fast vollständig vom Markt verdrängt wurden. Neben den guten wärmetechnischen Eigenschaften solcher Systeme und den damit verbundenen, hohen inneren Oberflächentemperaturen (Vermeidung von Tauwasser) zeichnen sich solche Konstruktionen auch durch andere Vorteile aus: Steuerung des g-Wertes und somit der solaren Energiegewinne durch Integration von Sonnenschutzsystemen, im Zwischenbereich geschützte integrierte Systeme, hohe Schalldämmwerte sowie Integrierbarkeit von Sonderfunktionen wie Einbruchhemmung. Speziell die Kopplung des winterlichen und des sommerlichen Wärmeschutzes ist gut in einem Produkt möglich, und es müssten keine Zusatzgewerke ausgeschrieben werden.

Die energetischen Anforderungen an das Bauteil Fenster müssen sich aus der Konzeption des jeweiligen Gebäudes sowie aus den Anforderungen der Nutzer ergeben. Festlegungen von fixen Grenzwerten für die wärmetechnischen Eigenschaften hemmen die Entwicklung hinsichtlich ganzheitlicher individuell angepasster Lösungen. Abhilfe könnte die Einführung eines ganzheitlichen, flexiblen Bewertungsschemas schaffen, das neben den energetischen Eigenschaften alle Anforderungen der Gebrauchstauglichkeit berücksichtigt.