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Autoren:
Dipl. Ing. (FH) Franz Freundorfer
PHC Passivhausconsulting, Martin-Greif-Straße 20, D-83080 Oberaudorf, phc@freundorfer.eu
Dr. Berthold Kaufmann und Markus John
Passivhausinstitut, Reinstraße 44-66, D-64293 Darmstadt, mail@passiv.de
Das Passivhaus und das energieeffiziente Fenster sind untrennbar miteinander
verbunden und leisten in Kombination seit mehr als zehn Jahren beste Dienste.
Wolfgang Feist schreibt dem Fenster von Anfang an eine Schlüsselfunktion im
Passivhaus-Konzept zu.
„Hohe Qualitäten sind hier gefordert, damit auch ohne
Heizkörper die Behaglichkeit in der Nähe der Fassade sehr gut beurteilt wird.“ Diese
höheren Qualitäten drücken sich im Uw eingebaut < 0,85 W/m²K aus.
„Gleichsam als Nebeneffekt werden diese Fenster selbst zu Heizkörpern für den
Raum.“
Mit diesen beiden Sätzen löste Wolfgang Feist - eben nicht als Nebeneffekt -
einen Generationswechsel im mitteleuropäischen Fensterbau aus.
Anfänglich wurde
das Passivhausfenster von der breiten Masse der Fensterbauer als, in
Energieeffizienz wie Dimension, entartete Spezies abgewertet. Wenige innovative
klein- und mittelständische Unternehmen erkannten die Chance, dem low interest
product Fenster zu neuer Bedeutung zu verhelfen und brachten, geleitet von den
Grundprinzipien, welche 1998 von Jürgen Schnieders (Passivhaus Institut) festgelegt und veröffentlicht
wurden, Neuentwicklungen auf den Markt und ließen diese vom PHI zertifizieren.
Heute stehen weit mehr als sechzig, vom Passivhausinstitut zertifizierte,
Passivhausfenster zur Verfügung und kein Fensterbauer kann sich mehr der
Notwendigkeit dieser neuen Fenstergeneration verschließen.
Das Fenster hat seinen
Siegeszug als Heizung der Zukunft angetreten.
Nach gut zehn Jahren Praxis und einer sechsstelligen Zahl gebauter
Passivhausfenster ist es an der Zeit, den Grundaufbau des Passivhausfensters
nochmals zu überdenken. Die 37.Sitzung des Arbeitskreises kostengünstiger
Passivhäuser liefert die entsprechenden Grundlagen.
Die hohen Wärmeverluste über
die anfänglich vorhandenen Randverbundmaterialien führten unweigerlich zu breiten
und damit wenig schönen Fensterrahmen. Dies steht im Gegensatz zum
architektonischen Anspruch nach schmalen und damit schönen Fenstern. Auch die
durchgehende Dämmlage in den Rahmenkonstruktionen unterstützt das klobige
Aussehen dieser Fenster. Das Passivhausfenster der Zukunft wird die
Passivhaustauglichkeit mit schmalen Profilen und den daraus resultierenden höheren
solaren Gewinnen erreichen.
Die optimiert eingebauten Fensterrahmen werden
dadurch entsprechend kostengünstiger und ein Mehrpreis für Passivhausfenster wird
in absehbarer Zeit nicht mehr erforderlich sein.
Entsprechend der 1998 von Jürgen Schnieders (PHI) festgelegten Grundprinzipien
gibt es heute mehr als fünfzig Fensterkonstruktionen mit dem klassischen Zertifikat
für Fensterrahmen.
Fast alle diese Konstruktionen haben sehr breite
Rahmenaufbauten von 130mm bis 169mm. Diese breiten und wenig schönen
Fensterrahmen entsprechen weder dem Wunsch nach architektonisch
ansprechenden Lösungen noch sind sie kostengünstig herstellbar.
Breite Rahmen
bedingen kleine Glasflächen und damit geringe solare Gewinne.
Diese Fenster sind
auf www.passiv.de unter Zertifizierungen in der Rubrik Fensterrahmen zu finden.
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Abb. 2: Das klassische Fensterzertifikat fordert ohne Einbauwärmeverluste einen Uw-Wert von 0,80 W/m²K und eingebaut einen Uw-Wert von 0,85 W/m²K. Die erste Forderung von 0,80 W/m²K ohne Einbaufuge entfällt beim Zertifikat „geprüfter Fensteranschluss“. Fenster mit diesem Zertifikat finden sie auf www.passiv.de unter „Zertifizierung“, „Zertifizierte Produkte“, „Wand und Bausysteme“, „Fensteranschlüsse“. |
Das Zertifikat „geprüfter Fensteranschluss“ wird für ein Fenster in einem ganz
bestimmten Wandaufbau vergeben und ist auch nur für diesen Einbaufall gültig
(Abb.2).
Wenn nun das Fenster wärmetechnisch besonders vorteilhaft eingebaut
wird, kann es in der Grundkonstruktion sozusagen auf einen Teil seiner Dämmung
verzichten. Dies gilt im Besondern für den Rahmen.
Die Vorteile liegen in der meist
größeren Glasfläche, den daraus resultierenden höheren solaren Gewinnen und in
den wesentlich geringeren Herstellungskosten.
Besonderes Augenmerk ist hierbei
auf die Pfosten- und Riegelsituationen dieser Fenstersysteme zu richten. Die
Hersteller sind gefordert für diese Details, neue und wärmetechnisch hochwertigere
Lösungen zu entwickeln.
Auf der 4.Passivhaustagung im März 2000 stellte Jürgen Schnieders (PHI) eine
Designstudie eines thermisch extrem guten Holzfensterrahmens vor (Abb. 3).
Jürgen Schnieders schreibt in seinem Beitrag:
„Ein Anspruch auf kostengünstige Realisierbarkeit und Gebrauchstauglichkeit des
abgebildeten Schnittes in genau dieser Form wird nicht erhoben.
Der Blendrahmen ist vor dem Flügel hochgezogen, sodass der Rahmen an den
Einbauseiten bis zur Glaskante überdämmt werden kann.“
Ergänzt man zu den Ideen von Jürgen Schnieders noch die Effizienz eines sehr
schmalen Rahmens und das KISS Prinzip (Keep it simple, stupid.), so entsteht die in
Abb. 4 gezeigte Anordnung von Blendrahmen, Flügel und Glas.
Um die Leistungsfähigkeit der drei Vertreter der verschiedenen
Passivhausfenstergenerationen zu vergleichen wird in Abb. 5 exemplarisch der
Heizwärmebedarf an zwei Beispielhäusern gezeigt.
Die Transmissionswärmeverluste der verschiedenen Fenster werden über den in der
Zertifizierung ermittelten Uw -Wert aussagekräftig wiedergegeben.
Die Fähigkeit
eines Fenstersystems, die solaren Gewinne durch schmale Rahmen ins Gebäude zu
lassen, wird dagegen im Uw -Wert nicht wiedergegeben.
Der Passivhausplaner muss
diese wichtige Produkteigenschaft durch Variationen im PHPP erkennen.
So erscheint es sinnvoll, dass neben dem Energiekriterium der Verglasung auch ein
Energiekriterium des Fenstersystems eingeführt wird.
Prof. Dr. Wolfgang Feist und Dr. Witta Ebel schreiben im Vorwort des
Protokollbandes Nr. 37 über das Verhältnis der gesamten Fensterfläche zur
transparenten Fläche.
„In Zukunft soll dieses Verhältnis als Formfaktor Fw als
Energiekriterium bei der Zertifizierung mitberücksichtigt werden.“
Der Formfaktor soll also vorgestellt werden und in einer Testphase seine Einführung
in die Zertifizierung erprobt werden. Hierbei ist zu bemerken, dass der sogenannte
„dunkle“ Uw -Wert nach wie vor die grundsätzliche Tauglichkeit eines Fenster mit
Uw, eingebaut < 0,85 W/m²K beschreibt. Dieses Kriterium ist aus Behaglichkeitsgründen
unabdingbar. Das neue Energiekriterium des Fensters wird entsprechend dem der
Verglasung (Ug –1,6 x g < 0) wie folgt beschrieben.
Uw ´ = Uw – g x S x Fw Es gilt Fw = Ag / Aw und S=1,6 W/m²K (für Mitteleuropa).
Legen wir, wie bei der Zertifizierung üblich, eine Scheibe mit Ug = 0,70 W/m²K
zugrunde, so zeigt Abb. 6 die neuen Werte für die drei Vertreter der jeweiligen
Fenstergenerationen. Je kleiner der neue Uw ´ -Wert ist, umso besser ist das Fenster.
Für die Konstruktion wurden bereits Fugendurchlässigkeit, Schlagregen sowie
Dauerfunktion des neuen Beschlages geprüft.
Es bleibt zu hoffen, dass die innovativen Passivhausfensterhersteller diesen neuen
Ansätzen folgen und neue effizientere Passivhausfenster in großer Zahl auf den
Markt bringen. Weiteres Verbesserungspotential liegt in der Gestaltung der äußeren
Laibung im Zusammenhang mit der Überdämmung der Pfosten- und Riegelprofile.
Integrale Zusammenarbeit zwischen Planern, Hausbauern und Fensterherstellern
wird das Passivhausfenster, über die hier gezeigten Möglichkeiten hinaus, in der
Effizienz steigern.
Übersicht zu den Passipedia-Artikeln zum Thema „Fenster“
[Schnieders 2000] Tagungsband 4. Passivhaus Tagung Kassel
[Feist 1998 ] Passivhausfenster Protokollband Nr.14
[Feist 2008] Passivhausfenster Protokollband Nr.37
[Kaufmann 2008] Passivhausfenster Protokollband Nr.37
[Freundorfer 2008] Passivhausfenster Protokollband Nr.37