Optimierungsbedarf?

I Zukunftsorientiertes Bauen muss sich nach den Kriterien der Energieeinsparung und Nachhaltigkeit richten und über den Mindeststandard der EnEV hinausgehen. Schärfere Festlegungen gibt es für Passivhäuser und KfW-Effizienzhäuser sowie das „Effizienzhausplus“. Bauteile wie Fenster spielen dabei eine große Rolle, da energetische Nettogewinne möglich sind. Davon werden PVC-Fenster aufgrund des guten Preis-Leistungs-Verhältnis profitieren. Entscheidend für den Erfolg einer Sanierung sind neben hochwertigen Fenstern auch eine sorgfältig geplante und ausgeführte Montage sowie eine Lüftungsplanung nach DIN 1946-6.

In der Vergangenheit wurde die Wärmedämmung durch mehr Profilkammern verbessert. Allerdings stößt diese Optimierung an Grenzen, da mit zunehmender Kammerzahl die erzielbare Verbesserung geringer ausfällt und neue konstruktive Lösungen gesucht werden mussten.

Ein Ansatz ist die Optimierung der Stahlarmierung, da Stahl mit einer Wärmeleitfähigkeit von λ = 50 W/(mK) einen 300-fach schlechteren Dämmwert hat als PVC-U mit λ = 0,17 W/(mK). Mit der Reduzierung des Stahlprofils nimmt man dem Kunststofffenster aber gleichzeitig sein „Rückgrat“. Deshalb wurden thermisch getrennte Armierungen entwickelt und der Stahl durch neue Materialien oder Verbundwerkstoffe wie glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder armierte Kunststoffe ersetzt. Auch die Verschiebung der Armierungen in die Außenbereiche der Profile sowie schubfest mit dem Profil verbundene „Zugbänder“ ermöglichen Verbesserungen. Weiterhin wurden die Hohlkammern der Profile optimiert, indem wärmedämmende Materialien (Schäume, Dämmstoffe etc.) eingebracht wurden.

Durch die Fokussierung auf den Wärmeschutz entstand die Gefahr asymmetrische Profil-geometrien, bei denen die aussteifenden Elemente (Armierungen) zu stark in den Innenbereich rückten. Dies führt insbesondere bei farbigen Profilen zu stärkeren Verformungen unter Differenzklima (Bimetalleffekt), mit der Folge erhöhter Bedienkräften und Undichtigkeiten, die auch bei klimatischen Belastungen sichergestellt sein muss.

Um in Zukunft effizient auf unterschiedliche Anforderungen reagieren zu können, sind modulare Konstruktionsprinzipien besonders gut geeignet. Hierzu sind definierte Schnittstellen erforderlich. Dies kann seitens der Hersteller, Systemgeber, Industrie oder normative Standards erfolgen. Bei der Entwicklung der Module ist darauf zu achten, dass diese sich gegenseitig möglichst wenig beeinflussen, um einen freien Austausch zu ermöglichen. Bei der Konstruktion sollte auch Raum für die Integration automatischer Bauteile und die Schnittstellen zur Gebäudetechnik und dem Baukörperanschluss in die Überlegungen einbezogen werden.

Eine verbesserte Wärmedämmung der Fenster wird auch durch den Einsatz von Dreifachglas, verbesserte Abstandshaltersysteme und höhere Glaseinstände erreicht. Dies führt leider zu Erhöhung des Glasgewichts um ca. 50 % und bringt bereits bei normalen Aufbauten (3 x 4 mm Glas) und großen Flügelformaten Fenster an mechanische Grenzen. Bei Sondergläsern (Schalldämmung, Absturz-sicherung oder Einbruchhemmung) wird die maximale Belastbarkeit schon bei „normalen“ Abmessungen erreicht. Ein besonderes Augenmerk muss deshalb auf die Anbindung der Beschläge an das Fenster gelegt werden. Die Beschlagindustrie hat verstärkte Beschläge entwickelt, die bei Beachtung der Vorgaben für Befestigung, Verschraubung und Gewichts- und Formatbegrenzungen höhere Flügelgewichte aufnehmen.

Ein weiterer Ansatz zur Verminderung der Wärmebrücken bei gleichzeitigem Erhalt der Steifigkeit ist die Verklebung von Glas und Flügelprofil, bei der die Scheibe den Fensterflügel statisch wirksam aussteift. Die Verklebung verbindet das Glas über die ganze Profillänge kraftschlüssig mit dem Rahmen, sodass ein Verformen zuverlässig verhindert wird. Überschätzt wird aber die aussteifende Wirkung senkrecht zur Flügelebene. Da die einzelnen Gläser nicht schubfest miteinander verbunden sind, trägt jede Scheibe nur mit seiner Glasdicke zur Aussteifung bei. Durch die höhere Lastabtragung der Gläser ergeben sich Spannungsspitzen, die durch die Positionierung der Verklebungen in vertretbaren Grenzen gehalten werden muss. Auch die Glasfalzbelüftung müssen sichergestellt werden, um eine Schädigung des Isolierglases durch Feuchtigkeit auszuschließen. Zudem ist der Klebstoff sorgfältig auszuwählen und die Verträglichkeit mit dem Glashersteller abzuklären. Bei der Verarbeitung ist auf die Verarbeitungsparameter zu achten, um die Funktion der Verklebung dauerhaft zu garantieren.

Das Kunststofffenster befindet sich in stetiger Entwicklung, die geprägt ist durch schmalere Profilansichten, den Einsatz dünnwandigerer Profile, den Verzicht auf Stahlarmierungen, neue Materialien, Verbundwerkstoffen und der Klebetechnologie. PVC-Fenstersysteme sind aber mehr als nur ein Fensterprofil und müssen als Gesamtprodukt verstanden werden. Die Gebrauchstauglichkeit (Windlast, Stoßfestigkeit, Schlagregen- und Luftdichtheit) darf dabei nicht vernachlässigt werden. Deshalb haben die Mitglieder der RAL-Gütegemeinschaft Kunststoff-Fensterprofilsysteme ihre Güte- und Prüfbestimmungen (RAL-GZ 716) geändert. Damit wird die Gebrauchstauglichkeit durch objektive und vergleichbare Kriterien überprüft.

Die ift-Richtlinie FE-13/1 sieht die Überprüfung dichter Eckverbindungen, der mechanischen Eigenschaften mit maximalen Abmessungen und Flügelgewichten sowie die Prüfung der Lagerstellen vor. Damit ist eine Bewertung unabhängig von der Wandungsdicke der Profile möglich und beendet den Diskurs über A- und B-Profile.

An die Gütesicherung der Profilsysteme schließt die RAL-Gütesicherung für Fenster (RAL-GZ 695) nahtlos an, sodass dem Verarbeiter von PVC-Fenstersystemen ein effizientes Qualitätsmanagement zur Verfügung steht. Durch die Austauschbarkeit von Komponenten (Dichtungen, mechanische Verbindungen, Beschläge, Schwellen etc.) bekommt der Fensterhersteller einen größeren Spielraum in der Anwendung. Der Nachweis der Gleichwertigkeit von Komponenten erfolgt durch gutachterliche Stellungnahmen, Austauschregeln, Tabellenverfahren oder Validierungsprüfungen.

Die EnEV 2014 reduziert ab dem 1. Januar 2016 den Jahresprimärenergiebedarf für Neubauten um 25 %. Bei der Gebäudesanierung werden die Anforderungen an Haustüren von 2,9 auf 1,8 W/(m2K) verschärft. Fenstertüren mit Klapp-, Falt-, Schiebe- oder Hebemechanismus wurden als neue Produktgruppe „2f“ definiert und der Höchstwert von 1,3 auf 1,6 W/(m2K) erhöht. Wichtig ist auch die entfallene Ausnahmeregelung für Schaufenster. Relevant sind außerdem die Regelungen der KfW-Bank, die finanzielle Zuschüsse für neue Fenster vorsieht, wenn der Uw-Wert unter 0,95 W/(m2K) liegt. Auch die Einführung von Energieeffizienzklassen wird die Verbraucher beeinflussen. I

Institut für Fenstertechnik e. V.

83026 Rosenheim

Die ift-App „Energie sparen mit Fenstern und Glas“ ermöglicht eine einfache und schnelle Abschätzung der Uw-Werte für die alten Fenster sowie die energetischen Einsparmöglichkeiten durch den Fenstertausch. Mit der Eingabe der Fensterfläche, der vorhandenen Heizenergieart (Erdöl, Gas, Strom) und deren Preis sowie der zu erwartenden Energiepreissteigerung wird das mögliche Einsparpotenzial in Erdöl, Gas oder Strom in CO2-Emission und Euro bestimmt.