Menschen empfinden einen Raum dann als thermisch behaglich, wenn er eine bestimmte „operative Temperatur“ hat. Diese setzt sich aus dem Mittelwert der Lufttemperatur und der umgebenden Oberflächen zusammen. Bei großen Temperaturunterschieden zwischen Luft und Oberflächen entsteht der unangenehme Eindruck von Zugluft. Bei sogenannten Kaltluftwalzen etwa sackt die Luft an kalten Oberflächen nach unten und sorgt für eine ungemütliche Luftbewegung. Nachgewiesen ist, dass sich ein angenehmes Empfinden einstellt, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Raumluft und den Umgebungsflächen wie Außenwänden, Decken, Böden oder Fenstern kleiner als 4,2 Kelvin ist.
Aus diesen Rahmenbedingungen hat das Passivhaus Institut für verschiedene Klimazonen das sogenannte „Passivhaus-Behaglichkeitskriterium“ errechnet. Für das kühl-gemäßigte Klima, wie es beispielsweise in Deutschland herrscht, beträgt der daraus abgeleitete U-Wert 0,85 W(m2/K). Dabei gehen die Darmstädter von einer operativen Raumtemperatur von 22 °C und einer Außentemperatur von –16 °C aus. Wird dieser Kennwert nicht erreicht, braucht es eine Heizquelle unter dem Fenster, damit ein unangenehmer Kaltluftabfall vermieden wird.
Grafik: Swisspacer
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Fenster thermisch schwächste Elemente im Gebäude
Das PHI hat sich jetzt in einer Studie „Living Comfort“ mit der Frage beschäftigt, wie sich Behaglichkeits- und Hygienekriterien bei Fenstern in verschiedenen Klimazonen definieren und einhalten lassen. „Die Fenster sind in der Regel noch immer die thermisch schwächsten Elemente im Gebäude“, erklärt Prof. Dr. Benjamin Krick, Geschäftsführer des Passivhaus Instituts. „Wichtig für deren Leistungsfähigkeit in Sachen thermischer Behaglichkeit sind zudem der Standort des Gebäudes und seine klimatische Umgebung.“
Die Studie unterscheidet zwischen arktischem, kaltem, kühl-gemäßigtem, warm-gemäßigtem und warmem Klima. Basis der Untersuchung sind verschiedene Kunststofffenster mit 2-fach, 3-fach- oder 4-fach Verglasung. Zudem kamen Abstandhalter aus Aluminium und Edelstahl sowie der hoch energieeffiziente Warme Kante-Abstandhalter Swisspacer Ultimate zum Einsatz.
„Die Wahl des Abstandhalters hat einen großen Einfluss auf die thermische Qualität des Fensters und damit auf Behaglichkeit und Hygiene“, fasst Prof. Krick die Ergebnisse zusammen.
Tauwasser- und Schimmelbildung vermeiden
Wichtige Faktoren für Komfort und Gesundheit sind das Vermeiden von Tauwasser und Schimmel. Feuchtigkeit schlägt sich an der kältesten Stelle im Raum nieder – und das ist häufig der Glasrand. Schimmelpilzwachstum tritt allerdings schon oberhalb der Taupunkttemperatur auf. Oberflächentemperaturen müssen daher über der „Schimmeltemperatur“ liegen, um Bausubstanz und Gesundheit der Bewohner wirksam zu schützen.
„Als Indikator für die hygienischen Verhältnisse am Glasrand hat sich der Temperaturfaktor fRsi etabliert. Liegt dieser Wert im kühl-gemäßigten Klima bei mindestens 0,7, kann man davon ausgehen, dass bei normalen Raumluftfeuchten kein Schimmel entsteht“, sagt Krick. Eine wirksame Lösung: die Temperatur am Glasrand erhöhen. „Die Temperatur am Glasrand ist abhängig vom Abstandhalter, von der Stärke des Glaspaketes und vom Einbau der Scheibe im Fenster“, so Krick. Deshalb biete sich als sinnvollste Lösung die Kombination aus thermisch hochwertigem Abstandhalter, 3-fach Verglasung mit möglichst breiten Scheibenzwischenräumen und einem gut gedämmten Fensterrahmen an.
Die PHI-Studie zeigt, dass die Wahl des Abstandhalters einen wichtigen Einfluss auf die thermische Qualität des Fensters hat. Ab dem warm-gemäßigten Klima empfiehlt sich im Regelfall eine 3-fach Verglasung in Kombination mit hoch energieeffizienten Abstandhaltern wie dem Swisspacer Ultimate. Dann könnten selbst mit den in diesen Regionen weitverbreiteten ungedämmten Fensterrahmen die notwendigen Werte für Behaglichkeit und Hygiene erreicht werden. Für die Anforderungen des kalten und arktischen Klimas ist der Swisspacer Ultimate in Verbindung mit einem besonders gut gedämmten Rahmen notwendig.
„Wenn man die Ergebnisse der Untersuchungen befolgt, ist praktisch allen gedient. Dem Bewohner des Gebäudes, der von hoher Behaglichkeit und schimmelfreien Glasrändern profitiert, und dem Fensterbauer, der seine Produkte einfach verbessern kann. Zudem werden Schäden, die aufgrund von Feuchtigkeit entstehen können, vermieden. Das steigert die Kundenzufriedenheit und verringert Reklamationen. Aufgrund der hohen Energieeinsparung erfährt das Klima durch einen niedrigeren CO2‑Ausstoß eine geringere Belastung“, resümiert Benjamin Krick.
Die Studie wurde von Swisspacer in Auftrag gegeben. Das Passivhaus Institut Darmstadt und Swisspacer arbeiten seit Jahren gemeinsam an Studien, die grundlegende Informationen für den Markt bereitstellen. Swisspacer beteiligt sich seit diesem Jahr am Passivhaus Award und hat einen eigenen Sonderpreis ausgelobt, der 2021 erstmals verliehen wird.
Die Studie „Living Comfort – Wie Behaglichkeits- und Hygienekriterien bei Fenstern in verschiedenen Klimaten erreicht werden können“ steht ab sofort auf der Website von Swisspacer bereit.
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Foto: iStock / ideabug