Das Element zum Erfolg

Was ist ein Topfenster? Topfenster sind Produkte, die für Minergie-P- und Passivhäuser geeignet sind. Zu den wichtigsten Eigenschaften zählen: Ein hoher Wärme­schutz in Kombination mit einem guten Gesamtenergiedurchlassgrad zur Gewinnung von Solarenergie. Das entwickelte Verfahren zur Beurteilung der Fenster entspricht dem der MinergieFenster und anerkannten wissenschaftlichen Standards. Bewertet werden aber nicht die einzelnen U_f- und U_w-Werte, sondern mittels einer Energiebilanz Süd die gesamte eingebaute Fensterkonstruktion. Diese Energiebilanz wird anhand von zweiflügligen Fenstern in den Projektionsgrößen von 1,55 x 1,15 m und von 4,5 x 2,5 m erstellt.

Dabei werden diese Grunddaten angewendet:

U-Wert Glas U_g = 0,5 W/m²K

Glasrand Edelstahl ψ_g = 0,05 W/mK

Energiedurchlassgrad g = 0,54

Verschattungsfaktor Fs = 0,8

Ausnutzungs-Wärmegewinne _g = 0,6

Eigenschaften von Fenstern, die in der Fensterliste publiziert sind (Glasanteil>75 %):

U_f in W/m²K 0,90 – 1,38

U_g in W/m²K 0,5

ψ_g in W/mK 0,05

In der Liste unter http://www.topfenster.ch finden sich Fenster mit den Rahmenmaterialien Holz, Holz-Metall, Kunststoff und Kunststoff-Metall. Aktuell sind 18 Fenstersysteme aufgeführt. Die meisten dieser Systeme finden sich auch auf der Modulliste „Minergie-Fenster“ ( http://www.minergie.ch ).

Erkenntnisse

Fenster- und Fassadenkonstruktionen haben wesentlichen Einfluss auf die Energiebilanz und letztlich den Energieverbrauch eines Gebäudes. Entsprechend wichtig ist die Gesamtbetrachtung der Konstruktion aus energetischer Sicht. Aber es ist nicht einfach, die verschiedenen Einflussparameter zu erkennen.

Insbesondere das Label Minergie-Fenster und in Zukunft sicher auch Minergie-P-Fenster sowie topfenster.ch bieten Bauherrinnen und Planern eine gute Orientierung zu diesem Thema. Wichtig sind nebst den anderen bauphysikalischen Eigenschaften wie die Schalldämmung auch die Statik, der notwendige Unterhalt über die ganze Lebensdauer und die Langlebigkeit.

Wenn Mängel bei diesen Eigenschaften bestehen, bringen auch energetisch noch so gute Konstruktionen die Nachhaltigkeitsüberlegungen aus dem Lot. Die Realisierung von energe-tisch optimierten Fensterkonstruktionen führt oft zu folgenden Merkmalen:

• Überdämmung der Blendrahmen
• Konstruktive Weiterentwicklung in Richtung Intergralfenster, d.h. Maximierung des Glasanteils bei einer Fensterkonstruktion, Optimierung der Rahmenkonstruktion
• Optimierung des Fenstereinbaus, d.h. der Wärmebrücke ψ_E Fenstereinbau

Mit der Umsetzung der Punkte 1 und 2 steigt automatisch der Einfluss von Punkt 3. Das bedeutet, dass in Zukunft die Optimierung des Fenstereinbaus stark an Bedeutung gewinnen wird. Nicht von ungefähr verlangen Minergie-P-Fenster einen Nachweis von ψ_E in der Referenzwand. Dies bedingt Anstrengungen der Fenstersystemhersteller, ihre Systeme energetisch weiterzuentwickeln. Die nachfolgende Grafik zeigt die prozentualen Verluste der verschiedenen Bereiche einer Fensterkonstruktion, bezogen auf eine Größe von 1,23 x 1,48 m. Die Grafik ist im Rahmen eines Projekts der Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau entstanden, welches das Potenzial von Infrarot-reflektierenden Beschichtungen untersuchte.

Dabei wurde festgestellt, dass diese Technologie eine gewisse Hilfestellung geben könnte. Infrarot-reflektierende Beschichtungen führen aber nicht dazu, dass der negative Einfluss von stark wärmeleitenden Materialien, wie beispielsweise Aluminium, in erheblichem Ausmaß verändert wird. Alternative Materialien wie Holz, Wood Plastic Composites (WPC) oder Kunststoffe bringen hier erheblich größere Energiespareffekte.

Ein gutes Fenster allein reicht nicht

Die Realisierung von energetisch optimalen Fenstern ist sowohl für die Planer wie auch für die Unternehmer eine Herausforderung. Gute Lösungen verlangen bereits während der Planungsphase eine enge Zusammenarbeit zwischen Architekten und Unternehmer. Damit dies realisiert werden kann, muss teilweise eine Vorauswahl von möglichen Fenstersystemen gemacht werden. So können Einsparpotenziale, wie sie beispielsweise in der optimierten Bauanschlussausbildung stecken, auch genutzt werden. Labels wie Minergie- oder Minergie-P-Fenster bieten eine gute Orientierungshilfe bei der Fensterauswahl. Sie zeigen aber auch auf, wo hinsichtlich der Weiterentwicklung der Fensterkonstruktionen „der Hebel“ angesetzt werden muss.

Die Anforderungen an Minergie-P-Fenster werden nur Systeme erfüllen können, die über sehr gute U_f-Werte verfügen. Und zwar für alle Rahmenpartien. Je kleiner die Unterschiede der verschiedenen Fensterrahmenpartien – das heißt seitlich, oben, in der Mitte und unten – sind, desto besser stehen die Chancen dazu. Gefragt sind aber auch Anstrengungen im Bereich der Optimierung der Einbausituation. Nebst der „Lage in der Fassadenkonstruktion“ spielt hier auf den ersten Blick auch die Materialwahl eine große Rolle. Aber nur auf den ersten Blick. Auch mit vermeintlich gut wärmeleitenden Materialien – sprich Metall – sind sehr gute Psi-Einbauwerte möglich, sofern diese gut von der Rahmenkon-struktion entkoppelt sind.

Der Einfluss der Fenster- und Fassadenkonstruktionen auf den Energieverbrauch eines Gebäudes und vor allem auch auf das Wohlbefinden der Bewohner eines Gebäudes ist enorm groß. An dieser Situation wird sich auch in Zukunft nicht so schnell etwas ändern. Ganz im Gegenteil: Im Zukunftshaus, dem Null- und dem Plus-Energie-Haus, wird die Bedeutung dieser Bauteile weiter ansteigen – das sind doch positive Aussichten für die Zukunft. —

Mit den windays, die in diesem Jahr zum fünften Mal stattfinden, bietet die Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau (BFH-AHB) der internationalen Fenster- und Fassadenbranche und deren Zulieferindustrie einen Einblick in die neusten Entwicklungen.

Ziel der Veranstaltung: Es gilt, den wissenschaftlichen Erfahrungsaustausch zu fördern, einen umfassenden Markteinblick zu geben und eine Plattform für Diskussionen zu schaffen. Die zentralen Themen der windays 2011 sind Konjunktur und Markt, Sanierung – Ertüchtigung oder Austausch, Logistik und Fertigung sowie Nachhaltigkeit – Umwelt und Trends. Durch die in Französisch und Deutsch simultan übersetzten Vorträge, öffnet die Veranstaltung diesmal auch den Markt in die Romandie sowie über die Landesgrenze hinaus nach Frankreich. Die windays finden im Kongresshaus Biel statt - weitere Informationen unter: http://www.windays.ch

oder per E-Mail an wb.ahb@bfh.ch