Endkunden erwarten zum einen ein funktionstüchtiges Fenster und zum anderen wenig Wartungsaufwand und minimalen Pflegeaufwand. Anstriche oder Instandhaltungsmaßnahmen werden vom Verbraucher nur in sehr geringem Umfang akzeptiert. Eine Systemanalyse gibt Aufschluss, welches Fenster mit Holz als Werkstoffbeteiligung in der Zukunft Bestand haben wird.
Die Konstruktion des Standardfensters IV 68 ist in DIN 68121 geregelt. Darin beschrieben sind Konstruktionsdetails und Ausführungen. Der Vorteil bei dieser in Europa stark verbreiteten Konstruktion ist, dass sie in Deutschland als geregeltes Bauprodukt gilt. Nachteilig wirkt sich bei der 30 Jahre alten Fensterkonstruktion der hohe Wartungs- und Pflegeaufwand aus. Beim Endgebraucher werden in der Regel nur noch Reinigungsprozesse akzeptiert. Aufwändige Instandhaltungsmaßnahmen, verbunden mit erheblichen finanziellen Belastungen, lehnen heutige Bauherren in der Regel ab.
Vor diesem Hintergrund ergibt sich ein grundlegender Handlungsbedarf, der Verbesserungen der Produktqualität und der Haltbarkeit fordert.
Geschützte Holzfensterkonstruktionen
Bei geschützten Holzfensterkonstruktionen wird konsequent der Weg verfolgt, Holz aus der bewitterten Zone zu entfernen. Bewährte Ansätze dieser Philosophie sind Sandwich- oder Verbundkonstruktionen. Das Schichtenmodell zeigt die Trennung der Materialien und deren Zuordnung zu bestimmten Aufgaben.
Bei den geschützten Fenstersystemen bildet eine bewitterungsunempfindliche Schicht den Abschluss zur Außenseite. Die Holzkonstruktion ist in der Regel der statisch tragende Teil und nimmt die Verglasung und die Beschläge auf. Die Innenseite dient dekorativen Zwecken. Hier können optisch ansprechende Hölzer eingesetzt werden.
Alternativ sind Bewitterungsschalen möglich, die bei Bedarf leicht erneuert oder ausgetauscht werden können.
In Verbundkonstruktionen sind Zusatzfunktionen wie Sonnenschutz modular integrierbar. Die in der Herstellung kosten- und zeitintensive Glashalteleiste kann entfallen.
Grundsätzlich sind diese Konstruktionsvarianten dem Verbraucher mit ihren Vorteilen gut vermittelbar. Allerdings ist bei der Konzeption solcher Systeme die Kostenseite zu beachten.
Nachfolgend sind geschützte Fensterkonstruktionen beispielhaft aufgeführt:
- Holz-Metall-Fenster: Bei Holz-Metall-Fenstern schützt eine Metallschale, meist aus Aluminium, die Holzkonstruktion vor Bewitterung. Als zusätzlichen Vorteil bietet sich bei diesen Konstruktionen die Verglasung von außen an.
- Holz-Glas-Fenster: Bei Holz-Glas-Konstruktionen wird das Flügelprofil durch die Glasscheibe überdeckt. Hierbei kann beispielweise Stufenisolierglas zum Einsatz kommen. Der Blendrahmen kann als Holz-Metall- oder als reine Holzkonstruktion ausgeführt werden. Beim Blendrahmen besteht zudem die Möglichkeit, diesen durch ein WDV-System oder einen Mauerwerksanschlag zu überdecken.
- Holz-Holz-Fenster: Bei diesen Konstruktionen werden sehr resistente Holzarten, modifizierte Hölzer oder Wood-Plastic-Composites außenseitig angebracht. Diese können als Kantel direkt verleimt sein oder separat als Vorsatzschale mechanisch verbunden werden. Somit bilden witterungsresistentere Holzarten den Bewitterungsschutz zur Außenseite.
Multifunktionalität
Unter dem Schlagwort „Multifunktionalität“ werden zusätzliche Eigenschaften der Fenster zusammengefasst. Über modulare Einheiten lassen sich Sonnenschutz, Verschattung und Lichtlenkung verwirklichen.
Der Einsatz von motorischen Antrieben und Steuerungen öffnet und schließt das Fenster per Knopfdruck oder vollautomatisch. Lüftung und Haustechnik wie Einbruchmeldeanlagen lassen sich in der Fenstereinheit integrieren.
In Büro- und Verwaltungsgebäuden können Fenster- und Fassadenflächen als Werbeträger über Displaytechnologien in den Verglasungen genutzt werden. Somit werden entscheidende Alleinstellungsmerkmale am Produkt erreicht.
Um diese Zusatzfunktionen im Markt zu etablieren und hierüber zusätzliche Umsätze zu erzielen, ist ein gezieltes Endkundenmarketing erforderlich.
Stärken weiter optimieren
Über die Basisleistungen hinaus ergeben sich durch Optimierung der einzelnen Eigenschaften weitere Potenziale:
- Wärmeschutz: Häufiges Argument für die Erneuerung von Fenstern sind die hohen Energiepreise. Luftdichte und wärmedämmende Fenster ermöglichen ein behagliches Wohnklima, verbunden mit niedrigen Energiekosten. Die Reduzierung von Wärmebrücken in der Rahmenkonstruktion und der Verglasung sind entscheidende Schritte hierfür.
- Schallschutz: An befahrenen Straßen und Eisenbahnlinien sowie im Bereich des innerstädtischen Bauens werden die Anforderungen an den Schallschutz höher. Durch den Einsatz schalltechnisch optimierter Materialien im Blend- und Flügelrahmen und zusätzlich angebrachte Dichtungen können verbesserte schalldämmende Eigenschaften erreicht werden.
- Einbruchschutz: Durch den Einsatz von Sicherheitsgläsern, modifizierter Beschlagtechnik und verstärkten Rahmen können die Widerstandsklassen entscheidend verbessert werden. Gerade in Wohneinheiten im Erdgeschoss kann ein erhöhter Einbruchschutz ein Kaufargument darstellen.
Umsetzung im Detail
Oberfläche:
Neben den konventionellen und bekannten Beschichtungsmitteln wie Dickschichtlasuren können neuartige funktionelle Schichten gewünschte Eigenschaften sicherstellen. So sind beispielsweise hydrophobe Beschichtungen extrem wasserabweisend und gleichzeitig leicht zu reinigen. Es gilt zu untersuchen, wie sich die Haltbarkeit und Dauerhaftigkeit der behandelten Oberflächen verbessert, wenn extrem wasserabweisende Schichten auf konventionelle Beschichtungsmittel appliziert werden.
Ein weiterer Weg der Beschichtung könnte eine Folierung sein, die außenseitig auf das Holz aufgebracht wird. Diese könnte auf der Fläche und insbesondere im Bereich von Kapillarfugen mit funktionellen Schichten wasserabweisend ausgebildet werden.
Holzarten:
Die konsequente Anwendung von Holzarten aus der Holzartenliste HO.06 des Verbandes der Fenster- und Fassadenhersteller e.V. (VFF) bei bewitterten Konstruktionen sichert die Dauerhaftigkeit der Fenster.
Durch modifizierte Hölzer wie Thermoholz oder nanopartikelgetränktes Holz kann die Dauerhaftigkeit von einheimischen Hölzern zusätzlich verbessert werden. Der Einsatz dieser Hölzer in der Bewitterung vermindert den Wartungsaufwand bzw. verlängert die Wartungsintervalle.
Bei geschützten Holzkonstruktionen ist weiterhin zu untersuchen, welche dekorativen Hölzer raumseitig eingesetzt werden können.
Neben Vollholz und lamellierter Ware können Wood-Plastic-Composites eingesetzt werden. Diese aus Holzmehl oder Fasern mit Kunststoff versetzten Strangpress-Profile ermöglichen mit herkömmlichen Beschichtungsmitteln oder Folienkaschierungen neuartige Konstruktionen. Auch eine Anwendung als Vorsatzschale oder Rahmenprofil ist denkbar.
Besondere Vorteile liegen in der verlustfreien Formgebung aus Pellets und der Extrusion von Hohlkammerprofilen – verbunden mit guten statischen Eigenschaften bei geringem Materialeinsatz.
Eckverbindung:
Die Eckverbindung stellt ein sehr anspruchsvolles konstruktives Detail bei Holz- und Holz-Metall-Fenstern dar. Besonderer Handlungsbedarf besteht bei IV 68 Konstruktionen. Das Eindringen von Wasser über die Brüstungsfuge ist zu verhindern. Innovationspotenzial stellen mechanische Verbindungssysteme dar, bei denen das Hirnholz mit Beschichtungen geschützt wird. Auch die Verleimung bereits beschichteter Eckverbindungen verspricht eine geschützte und dauerhaft geschlossene Brüstungsfuge.
Verglasung:
Easy to clean Scheiben mit hydrophoben oder photokatalytischen Schichten ermöglichen bis zu einem gewissen Grad Selbstreinigungseffekte.
Randabstandhaltersysteme (warm-edge) mit verringerten Wärmebrücken reduzieren die Tauwasserbildung auf der Raumseite im Glasrandbereich.
Innenliegende Sonnenschutzsysteme im Scheibenzwischenraum unterliegen nicht der Bewitterung und sind daher unempfindlicher. Aufwändige Anbauten von Jalousien und Rollladenkästen am Gebäude werden eingespart.
Über schaltbare Verglasungen können lichttechnische Eigenschaften der Transmission gesteuert werden.
Herstellverfahren:
Das heute übliche Herstellverfahren für Fenster ist die rahmenweise Fertigung mit Verglasung über Glashalteleisten. Andere Fertigungsmethoden eröffnen Einsparpotenziale im Prozess und bringen Vorteile für das Produkt wie beispielsweise die Reduzierung von Fugen des Falzbereichs zur Raumseite.
Fenster, hergestellt in Einzelteilfertigung, können konstruktiv so ausgebildet werden, dass sie keine Glashalteleiste mehr benötigen. Durch die Beschichtung und die Beschlagmontage am losen Stab sind fertigungstechnische Vorteile vorhanden. Die Hirnholzflächen der Eckverbindungen sind vollständig beschichtet und vor eindringendem Wasser geschützt. Durch Verblockung der Oberfläche kann eine zusätzliche Dichtigkeit erreicht werden.
Geklebte Verglasung:
Bei der statisch tragenden Verklebung der Verglasung mit dem Rahmen kann die Scheibe als aussteifendes Element verwendet werden. Aufwändige Verglasungsweisen mit Glashalteleisten entfallen. Die Isolierglaseinheit kann gleichzeitig als Witterungsschutz eingesetzt werden.
Montage:
Die Montage von Fenstern auf der Baustelle ist sehr zeitintensiv. Standardisierte Bauanschluss-Systeme könnten hier verbesserte Montagesituationen durch Zargen, Profile und Anschlagleisten ermöglichen.
In Holzbauwänden werden Holz- oder Holz-Metall-Fenster bereits im Werk montiert und abgedichtet. Standardisierungen könnten auch hier Kostenvorteile erwirken.
Trends
Zukünftig muss sich das Produkt Holzfenster und Holz-Metall-Fenster stärker an den Wünschen der Verbraucher orientieren. Die Zeiten von „eingleisigen“ und einheitlichen Fensterkonstruktionen neigt sich dem Ende entgegen. Die Hersteller erhalten über verschiedene Ausstattungen und Designs die Möglichkeit, vielfältige Kundenwünsche zu bedienen und hieraus einen Mehrwert zu generieren.
Deshalb sind neue Fensterkonstruktionen zu entwickeln, die verschiedene Bedürfnisse und Wünsche abdecken. Wichtig dabei ist, dass der Zusatznutzen vom Verbraucher tatsächlich erlebbar ist. Integrierte Funktionen müssen überschaubar und auch intuitiv bedienbar sein.
Die Entwicklung wird parallel der Autoindustrie erfolgen: Die „Generation Golf“ ist durch ein breites, individuelles und kundenorientiertes Angebot ersetzt worden. So könnte es in Zukunft beispielsweise eine „Basis-Ausstattung“ geben, welche die Grundanforderungen sichert. Die „Komfortline-Ausstattung“ würde zusätzlich integrierte Eigenschaften wie z. B. Sonnenschutz oder Einbruchmeldeanlagen enthalten. Eine „Highline-Ausstattung“ könnte darüber hinaus automatische Steuerungen mit hydrophoben Beschichtungen und extremer Wärme- und Schalldämmung realisieren. Die Preisgestaltung orientiert sich somit am Grad der Ausstattung. Durch die Differenzierung im Produkt ergeben sich neue Entscheidungskriterien.
Für weitere Neuentwicklungen werden sich in der Holz- und Holz-Metall-Branche Systemgeber oder Gemeinschaften bilden müssen. Diese können Prüfungen für Produkte abdecken und Entwicklungen vorantreiben. Die Werbung wird auf einer gemeinsamen Plattform durchgeführt und von diesen Gemeinschaften oder Kooperationen getragen.
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