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Neue Zertifizierungskriterien für Passivhaus geeignete transparente Bauteile

Motivation

Der originäre Sinn der Zertifizierung Passivhaus geeigneter Bauteile ist es, dem Planer verlässliche Werte als Hilfestellung zur Planung von Passivhäusern an die Hand zu geben, sowie geeignete Produkte auszuzeichnen.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Passivhäusern und der Erschließung weiterer Gebäudetypen, wächst der Wunsch nach einer Diversifizierung des Zertifikates „Passivhaus geeignete Komponente – Fensterrahmen“ sowie die Erweiterung um nicht vertikale Elemente.

Zusätzlich besteht der Wunsch nach der Einführung von Effizienzklassen, welche es erlauben, die Gesamtperformance einen transparenten Bauteils an Hand eines einzigen Wertes abzuschätzen.

Diesen Anforderungen sollen die neuen Kriterien gerecht werden, damit die Zertifikate weiterhin als Hilfestellung für Planer und als Auszeichnung Passivhaus geeignete Komponenten dienlich zu sein.

Die neuen Kriterien

Da sich die Zertifizierungskriterien für Passivhäuser und für Passivhaus geeignete Komponenten direkt von physikalischen, funktionalen Grundlagen sowie von Behaglichkeitskriterien ableiten, ist es evident, dass die „neuen“ Zertifikatskriterien mit den „alten“ identisch sind:

Hygienekriterium

Maximale Wasseraktivität (Innenbauteile):

aw ≤ 0,80

(Dieses Kriterium begrenzt aus Hygienegründen die minimale Einzeltemperatur an der Fensteroberfläche. Übersteigt die Wasseraktivität einen Wert von 0,80 kann es zu Schimmelbildung kommen. Die Wasseraktivität ist die relative Luftfeuchte in der Pore eines Stoffes oder direkt über dem Stoff.)

Hinreichende Kriterium für kühl-gemäßigtes Klima:

fRsi_0,25 mK/W ≤ 0,70

θsi,min ≤ 12,60 °C

(fRsi ist der Temperaturfaktor an der kältesten Stelle des Fensterrahmens, θsi,min ist die minimale Temperatur der kältesten Stelle des Fensterrahmens bei θaußen = -5 °C, θinnen = 20 °C, Rsi = 0,25 (m²K)/W)

Behaglichkeitskriterien

Minimale Temperatur von Raumumschließungsflächen:

θsi ≥ θop -4,2K

(Dieses Kriterium begrenzt aus Behaglichkeitsgründen die minimale, mittlere Temperatur eines Fensters. Gegenüber der mittleren operativen Raumtemperatur darf die minimale Oberflächentemperatur um maximal 4,2 K abweichen. Bei einer größeren Differenz kann es zu störendem Kaltluftabfall und Strahlungswärmeentzug kommen. Die Operative Temperatur ist das Mittel aus der Lufttemperatur und der Temperatur der Raumumschließungsflächen. Sie wird auch empfundene Temperatur genannt.)

Mit diesem Kriterium ergibt sich der maximale Wärmedurchgangskoeffizient eines eingebauten Passivhaus geeigneten transparenten Bauteils zu:

In kühl-gemäßigtem Klima ergibt sich bei einer operativen Temperatur von 22°C, einer Außentemperatur von -16°C und einem inneren Wärmeübergangswiderstand von 0,13 (m²K)/W als

Hinreichendes Kriterium für vertikale Bauteile:

Ut,eingebaut ≤ 0,85 W/(m²K)

Zusätzlich wird an das nicht eingebaute Bauteil das Kriterium Ut ≤ 0,80 W/(m²K) zu erfüllen. Beide Kriterien sind bei Ug = 0,70 W/(m²K) einzuhalten. Im Datenblatt werden Ut-Werte bei verschiedenen Glas-U-Werten informativ ausgewiesen (Ut ist der U-Wert des transparenten Bauteils).

Es werden 5 Einbausituationen (WDVS, Holzleichtbau-Wand, Betonschalungsstein, Vorhangfassade, Zweischaliges Mauerwerk) vorgegeben. Aus diesen können drei zur Zertifizierung gewählt werden. Auf Wunsch können eigene Einbausituationen eingebracht werden. Je Einbausituation sind zwei Schnitte (unten, seitlich zu berechnen.)

Wird das Bauteil aus der horizontalen gedreht, verändert sich der innere Wärmeübergangswiderstand: Rsi = -0,03 ⋅ cos β + 0,13 . Damit ergibt sich:

Hinreichendes Kriterium für 45° geneigte Bauteile:

Ut,eingebaut ≤ 1,00 W/(m²K)

Hinreichendes Kriterium für horizontale Bauteile:

Ut,eingebaut ≤ 1,10 W/(m²K)

Durch die Drehung aus der Horizontalen verändert sich die Gaskonvektion in den Scheibenzwischenräumen. Hierdurch erhöht sich der U-Wert des Glases. Die Kriterien sind mit den realen Glas-U-Werten bei 45° Neigung bzw. horizontal zu erfüllen.

Begrenzung des Zugluftrisikos:

vLuft ≤ 0,1 m/s

(Die Luftgeschwindigkeit muss im Aufenthaltsbereich kleiner 0,1 m/s sein. Dieses Kriterium begrenzt sowohl die Luftdurchlässigkeit eines Bauteils als auch den Kaltluftabfall.) Mit der Einhaltung des Temperaturdifferenzkriteriums wird bei vertikalen Flächen auch das Zugluftkriterium eingehalten. Für geneigte Flächen ist dies noch nicht abschließend untersucht.

Passivhaus Effizienzklassen

Die Effizienzklassen werden eingeführt, um einen direkten Vergleich der Gesamtperformance verschiedener Fenster zu gewährleisten. Der Fenster-U-Wert ist dazu untauglich, weil über den Rahmen keine Solargewinne möglich sind, und Fenster mit breiten Rahmen in der Energiebilanz daher schlechter abschneiden, als solche mit schmalen Rahmen.

Die Effizienzklassen lehnen sich an den Wärmeverlusten über den opaken Teil des Fensters, Ψopak, an. Ψopak wird wie folgt aus den Mittelwerten der jeweils relevanten Kennwerten ermittelt:

Dieses System belohnt gute U- und Ψ-Werte sowie schmale Rahmen.

Die Tabelle 1 gibt die Zuordnung der Ψopak-Werte zu den Passivhaus-Effizienzklassen wieder.

Tabelle 1:
Passivhaus Effizienzklassen


Abbildung 1 zeigt die zertifizierten Fensterrahmen und Pfosten-Riegel-Fassaden. Die meisten der heute zertifizierten Fenster sind als phB klassifiziert, nur wenige erreichen die Klasse phA. Von diese sind 2 Fixverglasungen, die schmalere Rahmen haben. Es ist zu hoffen, dass die Klasse phA bald zum Standard wird. Erste Beispiele der „Passivhaus Fenster Generation III“ werden im folgenden Abschnitt vorgestellt.

Abbildung 1:
Effizienzklassen zertifizierter Fensterrahmen und Pfosten-Riegel-Fassaden


Kategorien und Kriterien

Tabelle 1 zeigt die neuen Zertifikatskategorien für transparente Passivhaus geeignete Bauteile und die zugehörigen Kriterien.
Das vollständige und aktuelle Dokument „Zertifikatskriterien und Berechnungsvorschriften für Passivhaus geeignete transparente Bauteile“ steht zum Download unter www.passiv.de bereit.

Tabelle 2:
Kategorien und zugehörige Kriterien


Beispiele für phA-Klasse Fenster

Pazen: ENERsign

Das Pazen ENERsign ist der erste Vertreter der dritten Generation Passivhausfenster.
Der Rahmen ist aus Holz gefertigt. Die Scheibe ist auf einem Glasfaserverstärktem Kunststoffprofil verklebt,
der Flügelrahmen wird durch den Blendrahmen komplett überdämmt.

Bei 100 mm Rahmenansichtsbreite erreicht es die Passivhaus Effizienzklasse phA
bei einem Ψopak-Wert von 0,106 W/(mK). Mit Ug = 0,54 W/(m²K) wird Uw = 0,68 W/(m²K) erreicht.


PRO Passivhausfenster: SmartWin

Das SmartWin wurde durch PRO Passivhausfenster, einer kleinen deutsch-österreichisch-französischen
Initiative entwickelt und bereits in kleinen Stückzahlen hergestellt.
Es werden noch kleine bis mittlere Handwerksbetriebe gesucht, die das Fenster in Lizenz produzieren.
Ziel der Initiative ist es, ein hochwertiges Passivhausfenster zu günstigen Konditionen zu produzieren.

Der Rahmen des Fensters ist aus Holz gefertigt, auf eine Glasverklebung wird verzichtet. Der aus einer spe-
ziellen Weichfaserplatte bestehende äußere Teil des Blendrahmens überdämmt den Flügelrahmen
vollständig. Flügel- und Blendrahmen sind innen flächenbündig.

Bei 87 mm Rahmenansichtsbreite erreicht das SmartWin die Passivhaus Effizienzklasse phA
bei einem Ψopak-Wert von 0,098 W/(mK). Mit Ug = 0,54 W/(m²K) wird Uw = 0,66 W/(m²K) erreicht.


FBS Over: VADBplus 550+

Das FBS Over VADBplus 550+ ist der erste Vertreter von Kunststofffenstern in der Klasse phA.
Es wurde konsequent auf die Verbesserung der thermischen Eigenschaften hin entwickelt.
Auch hier wird das Glas verklebt.

Hervorzuheben ist der trotz geringer Rahmenansichtsbreite hohe Glaseinstand, aus welchem hervorragende
Glasrand-Ψ-Werte resultieren.
Das Fenster kommt bis zu einem Befestigungsabstand von 60 cm ohne Stahlverstärkung aus.

Bei 100 mm Rahmenansichtsbreite unten und 75 mm seitlich/oben erreicht das VADB 550+
die Passivhaus Effizienzklasse phA bei einem Ψopak-Wert von 0,106 W/(mK).
Mit Ug = 0,76 W/(m²K) wird Uw = 0,62 W/(m²K) erreicht.


Literatur

[Krick et al. 2011a] Krick, Feist, Schnieders, Hasper: Funktionale Leistungsbeschreibung für Passivhäuser, Passivhaus Institut Darmstadt (2011)

[Krick, et al. 2011b] Krick, Feist, John, Gollwitzer: Zertifikatskriterien und Berechnungsvorschriften für Passivhaus geeignete transparente Bauteile, Passivhaus Institut Darmstadt (2011)

Siehe auch

planung/waermeschutz/fenster/neue_zertifizierungskriterien_fuer_passivhaus_geeignete_transparente_bauteile.txt · Zuletzt geändert: 2013/06/26 12:27 von cweber