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 Ventilative Cooling: gezielte Nachtkühlung zur Sicherung der Sommertauglichkeit.

Schwachpunkt Fenster? Von wegen!

26.01.2016

Mythen halten sich bekanntlich lang. Besonders in der Baubranches. Ein derartiger Mythos lautet, dass Fenster einen Schwachpunkt im Gebäude darstellen. Tatsächlich gibt es keine Branche im Bausektor, die ihre Produkte in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten derart verbessert und weiterentwickelt hat, wie die Fensterbranche.

Ein wesentlicher Faktor in der Weiterentwicklung ist die wärmetechnische Verbesserung der Isoliergläser. Bildeten Fenstergläser aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit von Glas bis vor wenigen Jahrzehnten im Winter noch unweigerlich kalte Flächen, die sich nur durch einen unter dem Fenster platzierten Heizkörper auf behagliche Temperaturen bringen ließen, gehört dies längst der Vergangenheit an. Die Isoliergläser erhielten hauchdünne Wärmedämm-Beschichtungen, die einen Großteil der Wärme wieder in den Raum zurückreflektieren. Statt getrockneter Luft wurde der Scheibenzwischenraum mit Edelgasen gefüllt – und damit die Dämmwirkung weiter erhöht.

Mittlerweile ist die Drei-Scheiben-Verglasung in Österreich drauf und dran, sich zur Standardverglasung zu entwickeln. Abgesehen vom sinnvollen Energiesparen zeichnen sich derartige Gläser auch durch warme Oberflächentemperaturen im Winter und damit Behaglichkeit in Fensternähe aus. Mythos „Fenster bescheren nur Energieverluste“: Nein. Denn Glas ist der einzige Baustoff, der für kostenlose solare Zugewinne in der Heizperiode sorgt. Als Kennwert für ein Fenster zählt also daher nicht nur der U-Wert (die Transmissions-Wärmeverluste), sondern auch der g-Wert (der solare Zugewinn). Aussagekräftig für die Beurteilung eines Fensters ist daher die Energiebilanz – also das Verhältnis aus den Wärmeverlusten und den Wärmezugewinnen während der Heizperiode. So haben moderne, südseitig orientierte Fenster eine positive Energiebilanz, das heißt, sie lassen in den Wintermonaten und der Übergangszeit mehr Wärme in den Raum, als in derselben Zeit über die Fenster entweicht. Ost- und westseitige Fenster haben eine meist ausgeglichene Energiebilanz – also ungefähr gleich viel Wärmezugewinn durch Solarstrahlung wie Wärmeverluste. Nur nordseitig ausgerichtete Fenster bilanzieren leicht negativ.

Sommerlicher Wärmeschutz

Tatsächlich gilt das Thema „winterlicher Wärmeschutz“ in Expertenkreisen als mehr oder weniger gelöst, wobei natürlich permanent nach Verbesserungen gestrebt wird. Wesentlich herausfordernder gestaltet sich die Lösung der Sommertauglichkeit. Auch hier haben die führenden Hersteller von Dachflächenfenstern besonders effiziente, exakt auf die Fensterkon­struktion abgestimmte, außenliegende Beschattungssysteme entwickelt. Je nach Wunsch und Bedürfnis gibt es hier eine breite Palette von Rollläden und transparenten Markisetten, wahlweise elektrisch oder sogar „solarbetrieben“ – also mit einer im System integrierten Miniphotovoltaikanlage.

Gut fährt man mit einer Doppelstrategie aus effizienter Beschattung und „Ventilative Cooling“. Dieses neudeutsche Wort drückt nichts anderes als gezielte Nachtlüftung aus. Idealerweise mit einer einfachen Automation wie beispielsweise einer Zeitschaltuhr, bei der sich die Lüftungszyklen einfach programmieren lassen. Monitorings in Gebäuden zeigen, dass sich mit ebendieser gezielten Nachtlüftung selbst bei extrem heißen Außentemperaturen von weit über 30 Grad Celsius die Räume pro Nacht um bis zu fünf Grad abkühlen lassen.

Smarte Fensterkonstruktionen

Besonderes Augenmerk widmete man in den vergangenen Jahren den Rahmenkonstruktionen. So hat etwa Velux die Holzrahmen an allen wärmetechnisch kritischen Stellen mit speziellen Dämmelementen versehen und hat damit auch die Wärmedämmung verbessert und die raumseitigen Oberflächentemperaturen deutlich erhöht. Eine besonders smarte Konstruktion stellt das Kunststofffenster von Velux dar. Es ist kein Kunststofffenster im eigentlichen Sinn, sondern eine Verbundkonstruktion, bei der Thermo-Holz mit Polyurethan bei 130 Grad in einer Gussform miteinander vergossen wird. Das sichert nicht nur eine robuste, dauerhafte und wartungsfreie Oberfläche – der Fensterrahmen besteht zu etwa 40 Prozent aus Luft und dämmt damit ganz hervorragend. Es scheint daher keineswegs übertrieben, wenn Dachflächenfenster heute als Hightech-Produkte gesehen werden.

Am Ende entscheidet die Einbauqualität

„Ein außen bündig eingebautes Fenster ist die bauphysikalisch schwierigste Disziplin, noch dazu im Dach“, meinte erst kürzlich Architekt DI Günter Pichler von der TU Wien. Dies bringt wohl alle Anforderungen treffend auf den Punkt. Um all die technischen Eigenschaften entfalten und die deutlich gestiegenen Anforderungen hinsichtlich des Komforts der Kunden abdecken zu können, ist heute der Einbau – und da insbesondere der Bauanschluss – von absolut entscheidender Bedeutung.

In einem mehrjährigen Forschungsprojekt, initiiert vom Bau.Energie.Umwelt-Cluster Niederösterreich und unter der Leitung des Sachverständigen Rudi Exel, konnte Velux mit zahlreichen anderen Firmen und wissenschaftlichen Partnern wertvolle Erkenntnisse für die wärme- und schalldämmend optimierte Ausführung des Bauanschlusses gewinnen. So wurden aus diesem Projekt letztendlich drei praxisgerechte Montagemethoden nach dem Grundprinzip des Bauanschlusses „dichten – dämmen – dichten“ entwickelt. Dichten außen gegen Niederschlagswasser und Wind, Dämmung als Wärme- und Schallschutz und Dichten innen gegen das Eindringen von feuchtwarmer Luft aus dem Innenbereich in die Konstruktion.

Klares Ziel dieses Projekts war, den Bauanschluss als klar definierten, einfach auszuführenden und somit vollwertigen Bauteil festzulegen und zu etablieren. Thermische Simulationen bestätigen das Ergebnis: So konnten bei allen Einbauvorschlägen bei einer angenommenen Außentemperatur von –11,5 Grad und 20 Grad Raumtemperatur Oberflächentemperaturen am Bauanschluss zwischen 17,6 Grad und 19,4 Grad gemessen werden.

In den kommenden Monaten wird die ÖNorm B 4119 „Planung und Ausführung von Unterdächern und Unterspannungen” überarbeitet. Im Zuge dessen wird auch der Bauanschluss von Dachflächenfenstern normativ geregelt. Das schafft Sicherheit für Planer, Ausführende und auch für den Kunden, der das Objekt letztendlich bewohnt. 
 

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