5.5. Wärmebrücken an Fenstern, Türen und Rolladenkästen

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1 5.5. Wärmebrücken an Fenstern, Türen und Rolladenkästen Wärmebrücken an Fenstern und Türen können einerseits im inneren Aufbau dieser Bauteile entstehen und andererseits durch die Art ihrer Montage in der umgebenden Wand, wozu auch die Vorkehrungen zählen, die an der Wand für ihren Einbau getroffen werden. Rolladenkästen wurden im Untersuchungsgebiet nicht als Bauteile mit Wärmebrücken abgesehen, sondern als komplette Wärmebrücke, da alle bekannten Rolladenkästen an allen Trennflächen zwischen kalt und warm und nicht nur an bestimmten Stellen eine so geringe Dämmung aufweisen, daß sie die vom DT-NEH-Standard gestellten k-wert-anforderungen an Außenwände von < 0,2 W/m²K weit verfehlen. An sie wurden deshalb insgesamt besondere Anforderungen gestellt. Nachfolgend werden zunächst die Wärmebrücken an Fenstern und Fenstertüren, dann die an Wohnungs- und Haustüren und als drittes die an Rolladenkästen behandelt. Wärmebrücken an Fenstern und Fenstertüren selbst gibt es konstruktionsbedingt an den Verglasungen, den Fensterflügeln und den Blendrahmen. Montagebedingte Wärmebrücken kann es durch in die Hohlräume zwischen Blendrahmen und Mauerwerk eingebrachte Füllstoffe geben. Eine weitere wichtige, hier den Fenstern zugerechnete Wärmebrücke gibt es dann noch beim zweischaligen Mauerwerk an den Fenstermauernasen, also den Vorsprüngen der inneren Mauerschale in den Schalenzwischenraum hinein, die extra zur Befestigung der Fenster hergestellt werden und gegenüber der sonst reinen Dämmstoff-Füllung des Schalenzwischenraums eine deutlich erhöhte Wärmeableitung von der warmen Innenmauer nach außen bewirken. Als Verglasungen wurden Untersuchungsgebiet in senkrecht eingebauten Fenstern und Fenstertüren ausschließlich Zweischeiben-Wärmeschutzgläser mit k V -Werten von 0,9-1,4 W/m²K eingeplant; bei Dachflächenfenstern kamen auch Gläser mit k V -Werten von 1,5-1,8 W/m²K vor, die teils den gestellten Anforderungen nicht mehr genügten. Bei Gläsern mit solchen k V -Werten stellt der metallische Randverbund der Scheiben eine relativ große Wärmebrücke dar, der den mittleren k V -Wert der Scheiben spürbar beeinflußt. Kleine Scheiben mit verhältnismäßig viel Randlänge pro Fläche haben durch diese Wärmebrücke tatsächlich deutlich schlechtere kv-werte als die ca. 80 x 130 cm großen "Normalscheiben", an denen die veröffentlichten Glasdaten gemessen werden, größere Scheiben dafür niedrigere. Da in allen Häusern verschiedene Scheibengrößen vorkommen und weder die Glaser noch die Gashändler üblicherweise in der Lage sind, hierüber belastbare Daten zu liefern, wurde eine quantitative Analyse dieser Effekte nicht vorgenommen. In der Bauberatung wurde jedoch von Verglasungen mit echter Sprossenunterteilung abgeraten, da sich dabei diese Wärmebrücken-Effekte stark auswirken. Als Rahmenmaterial wurden bei normalen Fenstern und Fenstertüren in allen bis auf ein MFH entweder Kunststoff- oder Holzrahmen der Rahmengruppe 1 eingesetzt. In dem einen MFH wurden thermisch getrennte Aluminiumrahmen der Rahmengruppe 2.1 eingebaut und als Sonderfall wurde noch in einem EFH ein vorgebauter Glaserker aus Aluminiumprofilen unbekannter Qualität hergestellt. Rahmen der Rahmengruppe 1 haben gegenüber Zweischeiben-Wärmeschutzverglasungen mit k V -Werten von < 1,5 W/m²K bereits einen mäßig bis stark erhöhten Wärmedurchgang und stellen insofern bereits geringe bis mittlere Wärmebrücken dar. Sie wurden aber nicht beanstandet und auch nicht weiter untersucht, da eine bessere Rahmenqualität weder vorgeschrieben noch verfügbar war. Die Aluminiumrahmen der Rahmengruppe 2.1 und der Aluminiumprofil-Erker stellten dagegen Verstöße gegen die Bauteil-Vorgaben dar, über die sich die Investoren nicht klar waren. Durch Hohlraum-Füllstoffe der Fugen zwischen der Außenseite der Fenster-Blendrahmen und dem umgebenden Mauerwerk entstanden bei mehreren NEH Wärmebrücken und zwar immer dann, wenn steinerne Fensterbänke so auf den Brüstungsmauern montiert wurden, daß ihre Außenseite unterhalb des Fensterrahmens lag und dort ein Stück weit nach außen ragten. Die Einstecktiefe dieser Fensterbänke beträgt zwar nur zwischen zwei und etwa 6 Zentimetern, verdrängt in dieser Tiefe aber die im Brüstungsbereich ohnehin nur geringe Wärmedämmung und bewirkt dadurch erhöhte Wärmeabflüsse. In eingen Objekten wurde in dem beengten Raum hinter solchen eingesteckten Fensterbänken überhaupt kein Dämmstoff eingebaut, so daß sich insgesamt eine sehr starke Schwachstelle ergab

2 In mehreren NEH wurden die Fugen zwischen Blendrahmen und Oberkante der Brüstungsmauer bzw. bei bodentiefen Fenstern die Fugen zwischen Unterkante des Blendrahmens und der Rohdecke sogar nur mit kleinformatigem Mauerwerk verfüllt, so daß hier sehr starke Wärmebrücken entstanden. Bei Füllstoffen der Fugen an den seitlichen Laibungen und im Sturzbereich von Fenstern und Fenstertüren traten solche Probleme nicht auf. Die wichtigsten Wärmebrücken gab es an den für die Fensterbefestigung vorgesehenen Mauernasen zweischaliger Wandkonstruktionen. Zu deren Verringerung oder Vermeidung wurde deshalb auch der meiste Planngs- und Beratungsaufwand aufgebracht. Das Grundproblem besteht hier darin, daß für die Herstellung dieser Mauervorsprünge meist kleinformatige Steine mit 11,5 cm Stärke verwendet werden, die bei KS- und Ziegelmauerwerk eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (l-werte zwischen 0,6 und 1,0 W/mK) haben und auch bei Porenbeton (l-werte zwischen 0,12 und 0,18 W/mK) noch einen mehrfach höheren Wärmeabfluß bewirken als die sonstige Dämmstoffüllung des Schalenzwischenraums (l-werte zwischen 0,035 und 0,045 W/mK). Diese Steine ragen von ihrem direkten Anschluß an die warme Innenmauer durch die Dämmschicht hindurch bis an die kalte Vormauer hinaus und bilden dadurch in den konventionellen Bauweise eine sehr starke Wärmebrücke. Möglichkeiten zur Minderung dieser Wärmebrücke bestehen zunächst darin, daß die Mauernasen statt aus gut wärmeleitendem aus weniger wärmeleitendem Mauerwerk hergestellt werden. Diese Lösung wurde in insgesamt sechs sonst aus KS- oder Ziegel gemauerten Häusern praktiziert, indem diese Vorsprünge aus Porenbeton-Steinen hergestellt wurden. Hierbei entsteht allerdings ein Mischmauerwerk mit eventuell anderen Folgeproblemen. Weiterhin kann man die Mauernase nicht ganz bis an den kalten Klinker hinausmauern, sondern etwa 4-6 cm innenseitig der Vormauer enden lassen und den verbleibenden Spalt mit einem Hartschaum-Dämmstreifen überbrücken, der bei gleicher Dicke eine etwa vierfach höhere Dämmwirkung als ein leichter Porenbeton hat. Diese Variante wurde in acht NEH angewandt. Schließlich kann man auf die Mauernase auch ganz verzichten, wenn man eine andere Überbrückung des Schalenzwischenraums einbaut, die sich auch zur Fensterbefestigung eignet. Diese Idee wurde auch mehrfach realisiert. In fünf NEH im Untersuchungsgebiet wurde statt einer Mauernase ein imprägnierter ca. 14 x 10 cm starker Massivholzrahmen als Schalenüberbrückung eingebaut, in einem weiteren eine etwa 22 mm starke Brett-Zarge. Die in der Beratung auch vorgeschlagene Lösung, eine industriell gefertigten Kunststoff-Zarge einzubauen, die bei gleichem thermischem Effekt wie bei einer Brettschichtholz-Zarge den Vorteil höherer Umempfindlichkeit gegen Feuchte oder Nässe gehabt hätte, wurde dagegen nicht realisiert. Völlig unzufriedenstellende Lösungen für diese Wärmebrücke gibt es insgesamt nur eine, wo bei bei einem sonst insgesamt aus Porenbeton-Mauerwerk hergestellten Haus die Mauernasen aus kleinformtigem KS hergestellt wurden, womit gegenüber dem Verbauen des sonstigen Porenbetons eine wesentliche Verstärkung der Wärmebrücke erreicht wurde. (Bild 5.5-1) zeigt die realisierte Variantenvielfalt im Überblick. Variantenhäufigkeit der Wärmebrücken-Vermeidung an Fenstermauernasen Material der Zarge Mauernase aus Porenbeton Mauernase aus Ziegel inneren aus aus ohne zus. mit zus. ohne zus. mit zus. Mauerschale Brett Balken Dämmlage Dämmlage Dämmlage Dämmlage Kalksandstein - 1 Objekt Ziegel 1 Objekt 4 Objekte 1 Objekt 5 Objekte - 3 Objekte Porenbeton Objekte - - Bild 5.5-1: Variantenhäufigkeit der Wärmebrücken-Vermeidung an Fenstermauernasen. Wärmebrücken an Wohnungsabschluß- oder Haustüren wurden vielfach beobachtet. Neben den Wärmebrücken, die auch bei Fenstern vorkommen, haben Türen oft zusätzliche Wärmebrücken durch mehr und stärkere innere Stahl- oder Holzstreben, schwerere Metallbeschläge, anders konstruierte Zargen und andere Bauteilanschlüsse im Schwellbereich, da sie üblicherweise keinen unteren Blendrahmen haben. Da von der Mehrzahl der geplanten und eingebauten Türen weder Konstruktionsbeschreibungen noch belastbare energetische Daten vorgelegt wurden, kann die Analyse nur aufgrund 5.5-2

3 der Beobachtungen bei den Thermograpohie-Aufnahmen erfolgen. Diese wurden gemeinsam mit dem Meßteam von Prof. Heidt vom Fachbereich Physik der GH/Uni Siegen im Februar 1996 bei 5-10 C Außentemperatur im Untersuchungsgebiet gemacht. Sie zeigen an Streben und Verglasungs-Randverbünden vieler Türen Temperaturdifferenzen von 3-5 Kelvin gegenüber direkt benachbarten ungestörten Holz-, Kunststoff- oder Glasflächen. Bei Haustürelementen mit echter Sprossenteilung sind diese Temperaturspreizungen besonders stark ausgeprägt. Die im Tür-Schwellbereich erkennbaren teils noch größeren Temperaturspreizungen sind dagegen vermutlich nicht nur auf die Wärmebrücken der Türen und darunterliegenden Estrichübergänge zwischen innen und außen zurückzuführen, sondern auch auf die hier häufigen Luftundichtheiten. (Bild 4.7-2) im Kapitel 4.7 zeigt die Thermographie einer solchen Türe. Andersartige erstaunlich starke Wärmebrücken wurde an sämtlichen Wohnungsabschlußtüren eines MFH beobachtet, welches ein unbeheiztes Treppenhaus mit sehr gut wärmegedämmten Wohnungstrennwänden hat. Hier waren wegen ihrer Robustheit Metalltürzargen eingebaut worden, die nun hervorragend Wärme aus den Wohnungen ins Treppenhaus leiten. Solche Metallzargen sind an thermisch trennenden Türen in Niedrigenergie-Häusern fehl am Platze. Wärmebrücken durch Einbaufehler von Türen wurden vor allem im Estrichbereich in großer Zahl ermittelt. Die wegen des hohen wärmedämmenden EG-Bodenaufbaus stets notwendige besonders hohe Unterfangung umlaufender Terassentürrahmen wie auch von Haus- und Wohnungstüren ohne unteren Blendrahmen erfolgte vielfach thermisch-mangelhaft nur durch kleinformatige und zudem gut wärmeleitende Mauersteine, die starke Wärmebrücken bildeten. In mehreren Objekten wurden solche Unterfangungen recht ordentlich aus leichtem Porenbeton-Mauerwerk, in einigen sogar aus Isomur- Spezialelementen hergestellt, die dafür eher überdimensioniert sind. An einigen Kunststofftüren mit umlaufenden Blendrahmen wurden vom Türhersteller gelieferte untere Verlängerungsprofile aus Kunststoff-Hohlkörpern montiert, die relativ wärembrückenarm (jedoch nicht luftdicht) waren. Bei einigen Holztüren wurden handwerklich unterseitige Verlängerungs-Hohlkörper aus Kantholzrahmen und Sperrholzbeplankung hergestellt, die mit Steinwolle gefüllt wurden und insofern auch zumindest wärmebrückenarm sind. Wärmebrücken an Rolladenkästen waren ein besonderes Thema, da der Wärmeschutz dieser Kästen nicht nur an einzelnen Seiten oder Kanten, sondern generell fast immer so gering ist, daß diese insgesamt als Wärmebrücke angesehen wurden. Wenn Rolladenkästen unbedingt gewünscht waren und zugleich aus gestalterischen Gründen nicht wärmebrücken-vermeidend völlig außenseitig der Dämmschicht der Außenwand befestigt werden sollten, wurde als Vorgabe gemacht, daß sie an allen warmen Seiten mit mindestens 6 cm Wärmdämmung der WLG 030 zu überdämmen seien. "An allen Seiten" bedeutet dabei, daß sowohl die raumseitige vertikale Innenfläche, die raumseitige horizontale Unterfläche, die obere Fläche zum Fenstersturz hin, die beiden seitlichen Flächen zum Mauerwerk hin und die Auflagerpunkte des Kastens in der Mauernische wärmezudämmen waren. Der Effekt des Riemen- oder Kurbeldurchgangs durfte dagegen vernachlässigt werden. Die handwerkliche Herstellung solcher wärmebrückenarmer Rolladenkästen war relativ einfach. Wichtigster Teilaspekt war, daß der Mauerausschnitt und der über ihm ggf. liegende Sturz breiter, die untere Auflagerkante tiefer und der Struz selbst höher angelegt werden mußten, um die zusätzlichen Dämmlagen untebringen zu können. Eine innenseitig evtl. störende größere Dicke des Kastens konnte in mehreren Fällen durch die Plazierung im Wandaufbau vermieden, in anderen Fällen hinreichend ansprechend kaschiert werden. Die größere Dicke der unteren inneren Abdeckplatte machte es teils erforderlich, die oberen Blendrahmen der Fenster mit 3-4 cm Überhöhe herzustellen, was bei rechtzeitiger Planung kein Problem war. Bei einigen Objekten konnte ein Teil der verlangten Zusatzdämmung entfallen, da Kästen eingesetzt wurden, die immerhin an zwei oder drei Teilflächen schon serienmäßig hinreichend wärmegedämmt waren. Das verlangte wenig wärmeleitende Kastenauflager am Wandausschitt wurde meist in Form eines leichten Porenbetonsteins hergestellt. Diese Zusatzdämmung erforderte in jedem Falle eine detaillierte Abstimmung von Rohbauöffnung, Format und Einbauposition des Kastens, des Fensters, der Führungsschiene und des Antriebs. Die folgenden Bilder zeigen Wärmebrücken-Details von Fenstern, Türen und Rolladenkästen

4 Bild 5.5-2: Fenstermauernase mit verringerter Wärmebrücke durch Porenbeton-Stein. Bild 5.5-3: Fenstermauernase mit veringerter Wärmebrücke durch 5 cm Hartschaum-Überdämmung. Bild 5.5-4: Fenstermauernase mit veringerter Wärmebrücke durch 2 cm Hartschaum-Überdämmung. Bild 5.5-5: Fenstermauernase mit veringerter Wärmebrücke durch Porenbeton. Bild 5.5-6: Fenstermauernase mit starker Wärmebrücke aus KS- Steinreihe ohne Dämmung. Bild 5.5-7: Schalenüberbrückung mit geringer Wärmebrücke aus Kantholz-Rahmen. Bild 5.5-8: Schalenüberbrückung mit geringer Wärmebrücke durch Schichtholz-Zarge. Bild 5.5-9: Keine Wärmebrücke durch Überdeckung des Blendrahmens mit Außendämmung

5 Bild : Starke Wärmebrücke an der Brüstung durch auskragende Brüstungssteine aus KS als Unterfütterung der Steinfensterbank. Bild : Starke Wärmebrücke an der Unterfangung der Terassentür durch ungedämmte 11,5er Steinreihe aus KS (Innenansicht). Bild : Starke Wärmebrücke an der Unterfangung der Terassentür durch ungedämmte 11,5er Steinreihe aus KS (Außenansicht). Bild : Starke Wärmebrücke an der Türschwelle durch 6 cm Estrichüberdeckung des als thermische Trennung vorgesehenen Isomur-Steins unter der Türe. Bild : Selbstgebaute allseitige Zusatzdämmung eines Rolladenkastens. Bild : Seitliche Zusatzdämmung eines Rolladenkastens Bild : Seitliche und obere Zusatzdämmung eines nur innenseitig serienmäßig ausreichend gedämmten Rolladenkastens

6 Bild : Üblicher Rolladenkasten mit nur innenseitig ausreichender Dämmung. Bild : Gut wärmegedämmte untere Revisionsdeckel von Rolladenkästen. Bild : Wenig wärmeleitender Porenbeton-Auflagerstein und ordentliche innere Dämmung eines Rolladenkastens. Bild : Stärke einer sehr guten Zusatzdämmung eines einfachen Rolladenkastens