Vom 1-Kammerprofil zum Passivhaus-Fenster

• Das Kunststofffenster im Wandel

(8.11.2006) Kunststofffenster werden seit den 60er Jahren mit zunehmender Beliebtheit eingesetzt. In den Anfangsjahren spielte die Wärmedämmung nur eine untergeordnete Rolle, so dass 1-Kammerprofile vollkommen ausreichten. Höhere Anforderungen an den Wärmeschutz führten zu 2- und 3-Kammerprofilen. In letzter Zeit steigt die Anzahl der Kammern geradezu inflationär, wobei die Verbesserung der Wärmedämmung durch zusätzliche Luftkammern mit zunehmender Kammerzahl immer geringer wird. Um den Energieverlust durch die aktuell üblichen 3- und 4-Kammerprofile deutlich abzusenken, sind daher neue Ansätze notwendig.

Anforderungen an ein Passivhaus-Fenster

Wird unterhalb eines Fensters ein Heizkörper angebracht, erwärmt die von diesem abgegebene Energie das Fenster und führt dazu, dass die Oberflächentemperaturen von Fenster und Wand angeglichen werden. Ist kein Heizkörper vorhanden, ergeben sich große Temperaturdifferenzen, die der Mensch als unbehaglich empfindet. Im Passivhaus muss daher die Qualität der Fenster so hoch sein, dass auch ohne Heizkörper die Behaglichkeit gewährleistet ist. Daraus ergeben sich konkrete Anforderungen an die Wärmedämmung des Bauteils Fenster.

Für die Beurteilung, ob ein Fenster passivhausgeeignet ist, wird vom Passivhaus-Institut Darmstadt gefordert, dass das Fenster einen Wärmedurchgangskoeffizienten U_W von 0,8 W/m²K nicht überschreitet. Dieser Grenzwert gilt ohne Berücksichtigung der Einbausituation für ein Fenster der Größe 1230 x 1480 mit einer Scheibe mit einem vorgeschriebenen Rechenwert U_g von 0,7 W/m²K. Zusätzlich muss im eingebauten Zustand gewährleistet sein, dass der U-Wert des Fensters maximal 0,85 W/m²K beträgt.

Der Einfluss des mittleren Scheibenbereiches

Aufgrund der für die Behaglichkeit notwendigen thermischen Qualität wird auch für die Verglasung ein maximaler Wärmedurchgangskoeffizient U_g von 0,8 W/m²K gefordert. Der Wärmefluss im Isolierglas erfolgt durch die drei Mechanismen ...

• Wärmeleitung,
• Konvektion und
• Strahlung.

Um die geforderten niedrigen Werte zu erreichen, sind Dreischeibenverglasungen mit zwei Wärmeschutzbeschichtungen und Gasfüllung notwendig. Zusätzlich zur Anforderung an den Wärmedurchgangskoeffizienten U_g wird vom Passivhaus-Institut die Einhaltung eines "Passivhaus-Energiekriteriums" gefordert. Dadurch werden mögliche solare Energiegewinne berücksichtigt.

Der Einfluss des Scheibenrandes

Der Standard-Randverbund eines Isolierglases besteht heute aus einem auf der Seite zum Scheibenzwischenraum perforierten Aluminium-Hohlprofil. Dieses Profil bestimmt die Dicke des Scheibenzwischenraumes und dient des Weiteren zur Aufnahme des Trockenmittels. Aufgrund der sehr hohen Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums ist der Wärmedurchgang im Bereich des Randverbundes erheblich höher als in der Scheibenmitte. Um diese Verluste zu verringern, werden bei einem Passivhausfenster zwei Maßnahmen getroffen. Zum einen werden Randverbundmaterialien mit verminderter Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Polymere verwendet, zum anderen wird der Rand des Isolierglases weitaus mehr vom Rahmen überdeckt als üblich. Der Glaseinstand wird von circa 15 Millimeter auf 25 bis 30 Millimeter erhöht.

Der Einfluss des Fensterrahmens

Um den geforderten Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters U_W von maximal 0,8 W/m²K zu erreichen, müssen auch bei der Verwendung von Isoliergläsern mit einem "Warm Edge"-Randverbundsystem besondere Maßnahmen im Hinblick auf den Fensterrahmen ergriffen werden. Dies sind im Wesentlichen die Erhöhung des Glaseinstandes von circa 15 Millimetern auf 25 bis 30 Millimeter sowie das Vergrößern der Bautiefe und der gezielte Einsatz von Dämmstoffen. Üblicherweise werden solche Profile mit Polyurethan ausgeschäumt. Nachteilig ist dabei, dass eine sortenreine Trennung von Produktionsresten kaum möglich ist. Eine Wiederverwertung wird dadurch erschwert.

Als Beispiel für eine artgerechte Neuentwicklung kann an dieser Stelle das REHAU Fensterprofilsystem Clima-Design angeführt werden (Bild rechts). Die Profile dieses Systems bestehen aus Hart-PVC. Trotz des Einsatzes eines weiteren (Schaum-) Werkstoffes (kein Polyurethan) zur besseren Wärmedämmung ist das Recycling aufgrund der recyclinggerechten Konstruktion und Werkstoffauswahl problemlos möglich.

Ein Fensterprofil wie das REHAU Clima-Design verspricht beste Wärmedämmung und sorgt damit für Einsparung wertvoller Heizenergien und Behaglichkeit durch hohe Oberflächentemperaturen. In punkto Dichtigkeit sorgen drei umlaufende Dichtungen für dreifachen Schutz. Dadurch wird zudem der Beschlag nicht der Bewitterung ausgesetzt und somit das Korrodieren und das Verschmutzen der Beschlagsteile vermieden.

... und damit sind dann die Vorraussetzungen erfüllt, wie das REHAU Clima-Design vom Passivhaus-Institut als eine für ein Passivhaus geeignete Komponente zertifiziert zu werden.