Was ändert sich für Fensterbauer?

Dipl.-Wi.-Ing. Reiner Oberacker, Leiter der technischen Beratungsstelle im Fachverband Glas Fenster Fassade, Baden-Württemberg

Mit dieser EnEV wird ein neues, sehr hohes Niveau im Bereich des Energiesparens und des damit unmittelbar zusammenhängenden CO2-Ausstoßes erreicht. Seit Mitte der 70er Jahre wird mit den Wärmeschutzverordnungen 1977, 1984 und 1995 Wärmeschutz in Deutschland staatlich verordnet. Jetzt wird neben dem baulichen Wärmeschutz auch die Haustechnik (Heizung, Lüftung, Warmwasserbereitung) sowie die “Vorkette”, also Erzeugung und Transport, unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden einbezogen. Insgesamt soll im Bereich des Neubaus ein Niedrigenergiehaus-Standard eingeführt werden. Dabei haben die Planer, an die sich die Verordnung im Schwerpunkt richtet, mehr Freiheiten und Optimierungsmöglichkeiten als bisher. Es ist in gewissen Grenzen ein Gutschreiben und eine Verrechnung zwischen Bauphysik (= baulichem Wärmeschutz) und Technik (Heiz-, Lüftungssysteme, messtechnische Nachweise) möglich. So ersparen etwa effiziente Heizungssysteme wie Brennwertkessel oder Wärmepumpen vergleichsweise teure Wärmedämmung in der Gebäudehülle; eine “Bilanzierung” ist also möglich.

Die EnEV unterscheidet – wie auch die beiden Wärmeschutzverordnungs-Vorausgaben 1984 und 1995 – bei den Anforderungen danach, ob ein Gebäude errichtet wird (“Neubau”) oder, ob ein bestehendes Gebäude z. B. durch Fensteraustausch, An- oder Ausbau von Räumen, Erneuerung des Daches usw. geändert wird (“Altbau”).

Die Hauptanforderung im Neubau ist die Begrenzung des Jahres-Primärenergiebedarfs in Abhängigkeit des A/V-Verhältnisses (Bauteil-Oberfläche im Verhältnis zum davon eingeschlos-senen Volumen). Dabei müssen noch eine ganze Reihe von Details und weiteren Abhängigkeiten berücksichtigt werden.

Hinzu kommt jedoch – um die Bedeutung einer sehr guten Anlagentechnik und starke Nutzung erneuerbarer Energien einzuschränken – eine sehr weitgehende Anforderung an einen “spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogener Transmissionswärmeverlust H’T in W/m²K”. Mit diesem “mittleren U-Wert des Gesamtgebäudes” werden insbesondere bei Wohngebäuden derart hohe Anforderungen gestellt, dass zumindest bei großflächigen Verglasungen herkömmliche Fensterkonstruktionen nicht ohne Weiteres ausreichend sein werden. Einsprüche der Fenster- und Glasbranche hiergegen wurden jedoch nicht berücksichtigt.

Für Neubauten gibt es weiterhin Anforderungen an

• Dichtheit: Die Gebäudehülle muss dauerhaft Luft undurchlässig sein

• Der Mindestluftwechsel ist sicherzustellen

• Mindestwärmeschutz: Bauteile sind nach den anerkannten Regeln der Technik auszuführen

• Wärmebrücken: Siehe das Beiblatt 2 zu DIN 4108 mit einem “Wärmebrücken-Katalog”.

Für den Fenster- und Fassadenbauer besonders bedeutsam: Die EnEV enthält für den Neubaubereich keine Bauteil-U-Werte! Diese muss der (Fach-)Planer aus den für das jeweilige Objekt zutreffenden Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf, an H’T und weitere Rand- und Nebenbedingungen herausrechnen und als UW-Wert für Fenster, UD-Wert für (Haus-) Türen und ggf. UCW-Wert für Vorhang-Fassaden im Leistungsverzeichnis vorgeben. Die Umsetzung dieses geforderten Wertes in eine Konstruktion ist dann Sache des ausführenden Betriebes. Erste Berechnungen zeigen, dass für Neubauten eine “Tendenz” zu Fens-ter-U-Werten von UW % 1,4 W/ m²K besteht.

Sehr viel einfacher ist die Sache im Altbau. Hier bestehen nach wie vor Anforderungen an einzelne Bauteile. Die Tabelle in der EnEV enthält die Höchstwerte für Fenster und Fassaden, Außenwände, Decken, Dächer und Böden. So darf z.B. in einem Gebäude mit normalen Innentemperaturen ein Fenster mit einem U-Wert von höchstens 1,7 W/ m²K eingebaut werden.

Bei den Anforderungen im Altbau, d. h. “bei erstmaligem Einbau, Ersatz und Erneuerung von Bauteilen” wurden die Kritik-punkte an dem ersten Referenten-entwurf durch Berücksichtigung von “Sonderverglasungen und Vorhangfassaden” aufgenommen.

Als Anwendungserleichterung darf ein zu errichtendes Gebäude mit bis zu 100 m³ Volumen über die für Altbauten geltenden Bauteil-U-Werte nachgewiesen werden. Diese Ausnahme kann insbesondere für an bestehende Gebäude nachträglich angebaute Wintergärten von größter Bedeutung sein, da diese Bauteile über H’T der EnEV, also die volle Anforderung an Neubauten, nicht gestaltet werden können.

Bei Betrachtung der Fußnoten in den Anlagen zur EnEV, wie auch in vielen anderen Stellen in diesem Werk, wird deutlich, dass man es ab Inkrafttreten mit einer Vielzahl neuer und neuester EN-(Europa-) und ISO-(internationaler) Normen zu tun hat. Auch einige neue DIN-Normen(teile), z. B. die Teile 6 und 7 von DIN 4108, werden in der EnEV zitiert oder gelten als Regeln der Technik mit. So ist z. B. die neue Wärmeschutznorm für Fenster jetzt die DIN EN ISO 10077-1:2000-11 “Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen, Abschlüssen; Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten; Teil 1: Vereinfachtes Verfahren.” Diese Norm beschreibt drei mögliche Verfahren zur Ermittlung des Fenster-U-Wertes:

• Tabellenablesung

• Berechnung

• Prüfung in zugelassener Prüfstelle.

In dem Teil 2 der genormten Europa-Norm geht es um die detaillierte Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten für Fenster-Rahmen (Uf).

Außer der neuen Bezeichnung für den Fenster U-Wert (UW) ist insbesondere dessen Berechnung neu. Zum einen wird das Isolierglasanbindungssystem, das sich in der Vergangenheit vielfach als Wärmebrücke mit der Folge der Kondenswasserbildung im unteren Übergangsbereich vom Glas zum Rahmen auf der Fensterinnenseite gezeigt hat als “längenbezogener Wärmedurchgangs-Koeffizient” zusätzlich zu den U-Werten und Flächenanteilen von Rahmen und Glas berücksichtigt. Dargestellt wird es durch den griechischen Buchstaben c (Psi) in der Einheit W/mK; durch Multiplikation mit der Länge des sichtbaren Umfangs der Glasscheibe ergibt sich für den Fens-ter-U-Wert eine Verschlechterung von 0,1 bis 0,3 W/m²K. Ein entsprechendes Rechenbeispiel ist in dem Kasten dargestellt.

Zum anderen werden die Rahmen jetzt wesentlich differenzierter betrachtet. So fallen die in DIN 4108-4 gebildeten Rahmenmaterialgruppen (RMG) komplett zu Gunsten von Uf -Werten weg.

Für Holzrahmen gilt das nebenstehende Diagramm.

Die einfachste Form, Fenster-U-Werte zu ermitteln, ist die Tabellen-Ablesung. UW kann hier – für einen vorgegebenen Rahmenanteil von ca. 30 Prozent in Abhängigkeit des U-Wertes der Verglasung (Ug) und des Rahmens (Uf) direkt abgelesen werden.

Diese Nennwerte Uw aus der Tabelle sind durch Beiwerte der noch in Bearbeitung befindlichen Anwendungsnorm DIN V 4108-4: 2002-x zu Bemessungswerten zu korrigieren. Dabei gilt:

UW,BW = UW + SDUW mit DUW =

0: wenn Glas mit Überwachung produziert wird

+ 0,1: wenn Glas ohne Überwachung produziert wird

+ 0,1: einfache Sprossen im SZR

+ 0,2: mehrfache Sprossenkreuze

+ 0,3: bei glasteilenden Sprossen

– 0,1: MIG mit “warmer Kante” als Randverbund gem. 4108-4 Anhang C.

Tatsache bei der Anwendung von Tabellen oder Diagrammen aus Normen ist allerdings, dass dabei immer gewisse Sicherheiten eingerechnet sind, der Anwender somit zwar eine einfache Vorgehensweise hat, dafür aber zumindest tendenziell schlechtere Werte als bei aufwendigeren Nachweis-Methoden erhält. Erinnert sei in diesem Zusammenhang noch-mals an die durch das Bauphysik-Büro Hermes ermittelten Uf-Werte für verschieden ausgeführte IV 68-Holzfensterrahmen (siehe BM 9/2001). Die rechnerisch mit Finite-Elemente-Programm ermittelten Werte lagen praktisch durchweg um 0,3 W/m²K besser als die Diagramm-Ablesung ergibt.

Ein noch bestehender Diskussionspunkt ist der Einfluss der Fens-ter-Größe auf den UW-Wert. Während die DIN EN ISO 10077-1 eine “Referenzgröße” nicht vorsieht, ist andererseits von Planer- und Anwenderseite her nicht denkbar, dass für jedes unterschiedliche Fenstermaß der spezifische UW-Wert gefordert und nachzuweisen ist.

Von dem Aufwand dafür einmal abgesehen, können die Fenster für die gleiche Fassadenseite eines Gebäudes nicht mit unterschiedlichen Verglasungen/Beschichtungen oder gar Rahmen ausgestattet werden. Im Übrigen ist aber zum Beispiel in den Arbeitspapieren zu der kommenden Fenster-Produktnorm für die Angabe des Wärmedurchgangskoeffizienten die Fenstergröße 123 x 148 cm vorgesehen und auch das Passivhaus-Institut Darmstadt geht bei seiner Zertifizierung von Passivhaus-Fenstern von diesem Maß aus.

Die Dichtheit der Fenster war bereits angesprochen. Die Luftdurchlässigkeit ist durch eine europäische Norm, die DIN EN 12207 klassifiziert. Für Fenster werden die “Euroklassen” 2 bzw. 3 gefordert, was den bisherigen Beanspruchungsgruppen B bzw. C entspricht und somit einer Forderung, die ohne Weiteres zu erfüllen ist.

Sehr viel schwieriger wird es bereits mit dem Nachweis des für Neubauten bei Gebäudeseiten mit mindestens 30 Prozent Fens-terflächenteil nachzuweisenden “Sonneneintragskennwertes”. Durch diesen Wert soll der sommerliche Wärmeschutz in der Weise berücksichtigt werden, dass die Räume nicht überhitzen und/oder die zur Kühlung be-nötigte Energie minimiert wird. Die Ermittlung des dafür gebildeten Höchstwertes Smax ist aber durch eine Palette von bis zu neun Zuschlagswerten derart komplex, dass dieser Wert nur vom Planer ermittelt werden kann und dem Fensterbauer vorgegeben werden muss.

Für Bauanschlusssituationen ist der Wärmebrückeneinfluss zu minimieren. Im Ganzen betrachtet ist er mit einem mehr oder weniger deutlichen Zuschlag bei der Ermittlung von H’T zu berücksichtigen. Für den Fensterbauer gilt folgende Regel: Erfolgt keine Berücksichtigung beträgt der Aufschlag DUW = 0,10 W/m²K. Richtet sich der Einbau der Fens-ter und anderer Bauteile nach den in Beiblatt 2 zur DIN 4108 dargestellten Beispielen, so beträgt der Zuschlag nur noch 0,05 W/m²K. Ist es erwünscht, diesen Zuschlag noch weiter zu verringern, ist ein genauer Nachweis nach DIN 4108-6 nötig.

Zum Nachweis, dass die inneren Oberflächen nicht von Schimmelpilzen befallen werden, ist der errechnete “Temperaturfaktor” fRsi unter dem Wert 0,7 einzuhalten. Dabei errechnet sich fRsi aus dem Verhältnis der inneren Oberflächentemperatur (diese darf nicht unter 12,6 °C absinken) abzüglich der hierfür angegebenen Norm-Außentemperatur von – 5 °C zu der Raumlufttemperatur (20 °C) abzüglich der Außentemperatur.

Energiesparen ist richtig und wichtig. Die Fensterbauer können dazu einen besonderen Beitrag leisten. Die Umsetzung der neuen Anforderungen für den Altbau ist weitgehend problemlos; im Neubau muss man sich allerdings intensiv Gedanken darüber machen, mit welchen Rahmen und Verglasungen die z. T. extremen Anforderungen umgesetzt werden können. In diesem Bereich muss auf jeden Fall der Planer seinen benötigten UW-Wert ermitteln und dem Fensterbauer vorgeben. Dieser hat dann die Anforderung in eine konkrete Konstruktion umzusetzen, wobei ggf. verbesserte Rahmen und/oder Wärmeschutz-Isolierverglasungen mit Ug um 1,0 erforderlich werden können. Umsetzungshilfen dazu wurden in den “Produkt-Datenblätter für Fenster” bereits gegeben, die von der Technischen Beratungsstelle im Fachverband Glas Fenster Fassade Karlsruhe entwickelt wurden. Insgesamt besteht durch die EnEV die große Chance für die Branche Innovationen und hochwertige Produkte in den Markt zu bringen und dadurch aus dem Tiefpreisloch herauszukommen. Keinesfalls darf diese Chance über bessere Technik wieder zu auskömmlichen Preisen zu kommen wieder vertan werden. o