| 9. Fenster | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.1.
Vorbemerkung
Das Fenster stellt ein
wichtiges Gestaltungsmittel in der heutigen Architektur dar. Es hat sehr großen Einfluß
auf den Charakter der Fassade.
Doch nicht nur
gestalterische und obig genannte Kriterien haben Einfluß auf die Lage und Größe der
Fenster, auch konstruktive Aspekte dürfen nicht vergessen werden.
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9.2. Fenstergrößen |
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| Die Größe des
Fensters steht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel des Lichtes und der Größe und Nutzung
des Raumes. Generell gilt, daß in Wohnräumen die Fenster mindestens ca. 10-25% der Zimmergrundfläche ausmachen müssen. Je kleiner der Lichteinfallswinkel ist, desto kleiner kann das Fenster sein. Das hat folgenden Grund: Je größer der Abstand zum Nachbarhaus ist und je niedriger dieses ist, um so kleiner und flacher ist der Einfallswinkel. Das heißt, um so größer ist die Lichtmenge, die durch das Fenster in das Haus dringt. Daraus folgt, daß das Fenster etwas kleiner dimensioniert sein kann. Bei einseitiger Befensterung sollte die Raumtiefe 7,5 m nicht überschreiten. |
9.3. Öffnungsarten |
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Die Öffnungsarten
reichen von Kippflügel über Wendeflügel bis hin zu Schiebefenstern (siehe folgende
Abb.).
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9.4. Rahmenmaterial |
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| Die Fensterprofile
werden aus Holz, Aluminium, Kunststoff, Stahl, Profilstahlrohr und Mischkonstruktionen
hergestellt. Mischkonstruktionen versuchen, die günstigen Eigenschaften der einzelnen Fenster zu verbinden. Speziell wärmegedämmte Rahmen tragen erheblich zur Verbesserung des gesamten k- Wertes eines Fensters bei. |
9.4.1. Kunststoffenster |
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9.4.2. Aluminiumfenster |
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9.4.3. Holzfenster |
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9.4.4. Rahmenmaterialgruppen |
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| Fensterrahmen werden in
Rahmenmaterialgruppen 1 bis 3 eingeordnet. Rahmen aus Holz, sowie bestimmte Mischkonstruktionen, Aluminium- Profile und Kunststoffrahmen werden der Gruppe 1 zugeordnet und weisen damit die geringsten Wärmeverluste auf. |
9.5. Verglasung |
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9.5.1.Treibhauseffekt |
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| Glas hat die vorteilhafte
Eigenschaft, daß es das Tageslicht (kurzwellig) in den Raum eindringen, aber die
Wärmestrahlung nicht nach außen entweichen (langwellig) läßt. Hierdurch entsteht ein
Treibhauseffekt. Fenster, die nachts gegen Kälte geschützt werden (temporärer Wärmeschutz) und größtenteils nach Süden orientiert sind können eine bessere Energiebilanz aufweisen, als wärmegedämmte Außenwände. |
9.5.2. g-Wert |
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| Der g-Wert gibt in Prozenten
an, wieviel Energie durch die Scheibe fließen kann. Er läßt sich aus der direkten
Sonnenenergietransmission und der Abgabe der Sonnenenergie, die die Verglasung aufgenommen
hat, ermitteln. Der g- Wert liegt etwa zwischen 45 - 85%. Der g- Wert sollte möglichst groß sein. |
9.5.3. k- Wert |
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| Der k- Wert gibt an, wieviel
Wärmeenergie bei einem Grad Temperaturunterschied (1K) zur Umgebungsluft in einer
Zeiteinheit nach außen fließt. Dabei wird ein Quadratmeter eines Bauteils zugrunde
gelegt. Je kleiner der k- Wert ist, desto besser ist die Wärmedämmeigenschaft eines Stoffes. Der k- Wert wird in der Einheit W / m²K angegeben. Der Rechenwert k (F) setzt sich aus k (V) (Verglasung) und Rahmenmaterialgruppe zusammen. Je kleiner dieser Wert, desto besser ist der Wärmeschutz des Fensters. Inzwischen werden jedoch die Wärmeschutzeigenschaften europaweit mit dem U-Wert beschrieben. Der U (w)-Wert gilt für das gesamte Fenster, der U(g)- Wert nur für die Verglasung. Je niedriger der Wert ist, um so besser sind die Wärmeschutzeigenschaften.
Außenliegende Fenster und Fenstertüren, sowie Dachfenster müssen bei erstmaligem Einbau, Ersatz oder Erneuerung in bestehenden Gebäuden nach Anlage 3 der neuen Wärmeschutzverordnung einen Wärmedurchgangskoeffizienten von mindestens k (F) = 1,8 W / m²K aufweisen. |
9.5.4. Flachglas |
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| Für Fenster wird das
sogenannte Flachglas verwendet. Es wird weitgehend aus Kalkstein, Quarz und Soda
hergestellt und zählt zu der Gruppe der Kalk-Natron-Gläser. Man unterscheidet zwei Arten von Flachglas, die auch miteinander kombiniert werden. Dabei wird das undurchsichtige Gußglas im Walzverfahren, das durchsichtige Spiegelglas im Floatglasverfahren hergestellt. Glas kann auf der Baustelle nicht mehr zugeschnitten werden, deshalb ist das genaue Aufmaß von sehr großer Bedeutung. |
9.5.5. Einfachverglasung |
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| Sie ist nur noch für
Gewächshäuser und vor Trombe-Wänden zulässig. In beheizten Räumen ist sie nicht mehr zugelassen. |
9.5.6. Sicherheitsglas |
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9.5.7. Einscheibensicherheitsglas |
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| ESG ist widerstandsfähiger
als Floatglas, da es thermisch vorgespannt ist und deshalb nicht auf
Temperaturschwankungen reagiert. Kommt es zum Bruch, entstehen ungefährliche kleine Glasstücke. |
9.5.8. Verbundsicherheitsglas |
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| VSG wird aus zwei oder mehr Gläsern (auch ESG und Gußglas) mit Hilfe einer durchsichtigen Folie verbunden, die die Glassplitter bei einem Bruch zusammenhält. |
9.5.9. Panzerglas |
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| Panzerglas wird in
Einzelfällen eingesetzt, um gegen Durchschuß zu schützen. Es ist ein Verbundglas und sehr kostenaufwendig. |
9.5.10. Isolierverglasung / Wärmeschutzverglasung |
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| Isolierverglasungen (frühere
Bezeichnung: Thermopane) sind zwei, drei oder vier Gläser, die mit einem
Scheibenzwischenraum verklebt bzw. glasverschweißt werden. Der Zwischenraum ist mit
getrockneter Luft oder mit Gas gefüllt. Die Wärmedämmfähigkeit hängt von der Anzahl der Gläser und der Größe des Zwischenraums ab. Wärmeschutzverglasung mit thermisch getrenntem Glasrandverbund trägt erheblich zur Verbesserung des Wärmeschutzes bei. |
9.5.11. Sonderverglasung |
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| Durch das Anbringen einer sehr
dünnen Metallbeschichtung an der raumseitigen Glasfläche der Isolierverglasung oder
Füllen der Zwischenräume mit speziellen Gasgemischen, kann das energetische Verhalten
zusätzlich verbessert werden. Es muß aber dafür Sorge getragen werden, daß die Lichtqualität nicht zu sehr darunter leidet. |
9.5.12. Sonnenschutzgläser |
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| Hierbei handelt es sich meistens um getönte Isoliergläser, die die Sonnenstrahlen absorbieren und in Form von Wärme wieder zum größten Teil nach außen abgeben. |
9.5.13. Acrylglas |
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| Acrylglas ist leicht und hat
eine große Lichtdurchlässigkeit. Es läßt sich noch an der Baustelle bearbeiten und hat als Doppelstegplatte gute Dämmeigenschaften. Der Kunststoff wird weder spröde noch vergilbt er. Nachteilig wirkt sich aus, daß er sich, im Gegensatz zu Glas, bei Wärme stark ausdehnt und Knackgeräusche verursacht. |
9.5.14. Über-Kopf-Verglasung |
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| Über-Kopf-Verglasung wird im Abschnitt Dachverglasung erörtert. |
9.6. Schallschutz |
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| Der Schallschutz der
Fenster wird durch den im Innenraum tatsächlich vorhandenen und den gewünschten
Geräuschpegel bestimmt. Für Wohnräume ist ein Schallpegel von 30 dB(A) wünschenswert. Zur überschlägigen Ermittlung des erforderlichen Schalldämmwerts dient der Außenlärmpegel (z.B. Straße in ca. 20 m Entfernung bei ca. 200 Fahrzeugen / Stunde: 60 dB[A]) abzüglich 30 dB. Je besser der Schalldämmwert, um so aufwendiger und damit teurer ist die Verglasung und Konstruktion des Fensters. Generell sollte eine Konstruktion verwandt werden, die in der zuständigen DIN- Vorschrift 4109, Beiblatt 1, Tabelle 40 aufgelistet ist oder ein anerkanntes Prüfzeichen aufweist. |
9.6.1. Schallschutzfenster |
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| Schallschutzfenster werden vor
allem an sehr stark frequentierten Straßen, Einflugschneisen etc. eingebaut. Charakteristisch dafür sind:
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9.7. Dichtung |
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| Nach DIN- Verordnung
müssen alle Fensterkonstruktionen bei Gebäuden mit mehr als zwei Vollgeschossen ab dem
dritten Vollgeschoß mit alterungsbeständigen, weichfedernden, leicht auswechselbaren und
umlaufenden Dichtungsprofilen zwischen beweglichem Flügel und freistehendem Rahmen
versehen sein. Um Schimmelbildung zu vermeiden muß auf ausreichenden Luftwechsel (DIN 4108 Teil 2) geachtet werden (Raumluftwechsel pro Stunde etwa 0,8 mal). Dies geschieht am besten durch Stoß- (vollständiges öffnen der Fenster) und Querlüftung (öffnen der Fenster an gegenüberliegenden Seiten). Bei Fenstern ohne Dichtung geht etwa 50 % des Wärmeverlustes durch Undichtigkeiten verloren. Der Einbau von Blendrahmen und Fensteranschlägen dient zur Verbesserung der Dichtigkeit. |
9.7.1. a- Wert |
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| Der a- Wert gibt an, wieviel
m³ Luft je Stunde und je Meter Fugenlänge bei einer bestimmten Luftdruckdifferenz durch
die Fugen strömen. Der a- Wert sollte aus bauphysikalischen Gründen jedoch nicht gegen null gehen. Laut DIN 18055 ist in der neuen Wärmeschutzverordnung festgelegt, daß der a- Wert bei Gebäuden bis zu zwei Vollgeschossen maximal 2,0 (bei Gebäuden mehr als zwei Vollgeschossen ab dem dritten Vollgeschoß maximal 1,0) betragen darf. |
9.8. Optimierung der Fenster zur passiven Nutzung der Sonnenergie |
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| Solare Wärmegewinne
werden durch den Treibhauseffekt in Verbindung mit (im Gebäude befindlichen)
Speichermassen erzielt. Bei Optimierung der Fenster ist die Energiebilanz positiv zu bewerten (Gewinne, der zur Raumheizung nutzbar gemachten Sonnenenergie sind größer als Wärmeverluste durch die Fenster nachts und außerhalb warmer, sonniger Wetterperioden). Der Heizwärmebedarf sinkt degressiv mit zunehmender Fensterfläche an der Südfassade. D.h. jeder zusätzliche m² Fensterfläche liefert weniger Heizwärmebeitrag als der vorangegangene, da die Wärmeverluste außerhalb der warmen, sonnigen Wetterperioden überwiegen. U.a. sind folgende Aspekte zur Optimierung wesentlich:
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