Holzfenster 2012 Ansätze für energetisch optimierte Konstruktionen und Materialien zur Erfüllung der EnEV 2012

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1 Dipl.-Ing. (FH) ift Rosenheim Ansätze für energetisch optimierte Konstruktionen und Materialien zur Erfüllung der EnEV Einleitung Durch die im Rahmen der Energieeinsparverordnung (EnEV) verschärften Anforderungen an den Wärmeschutz von Bauobjekten müssen Fensterund Außentürelemente bezüglich des Wärmedurchgangskoeffizienten (U w -Wert) verbessert werden. Die geplanten strengeren Anforderungen der EnEV 2012 sowie weitere zukünftige Verschärfungen werden nicht alleine durch Verbesserungen im Bereich der Verglasung erreichbar sein, sondern erfordern eine deutliche Verbesserung des U f -Werts der Rahmen. Für das sich abzeichnende Anforderungsniveau sind reine Holzkonstruktionen mit den heute typischen Rahmendicken kaum noch sinnvoll anzuwenden. Durch eine Reihe von konstruktiven Maßnahmen und den Einsatz von Dämmstoffen kann der Rahmen von Holzfenstern soweit optimiert werden, dass auch die zukünftigen Anforderungen erfüllt werden können. Darüber hinaus sind allerdings weitere Konzepte gefragt, wie das Fenster noch mehr zur Einsparung von Energie und Ressourcen beitragen kann. 2 Künftige Anforderungen In den kommenden Jahren sind zwei Verschärfungen des Anforderungsniveaus um durchschnittlich 30 % für den maximalen Primärenergieverbrauch von Gebäuden geplant. Die Fenster als wichtiger Teil des Gebäudes werden damit 2012 ein Dämm-Niveau aufweisen müssen, wie es bislang nur für hochenergetisch effiziente Bauweisen erforderlich war. Für die erste Stufe der Anpassung 2009 zeichnen sich dagegen für den Neubau typische U-Werte von Fenstern im Bereich von ca. 1,3 W/(m²K) ab. Üblicherweise werden sich im Altbau die Mindestanforderungen am Markt durchsetzen, wobei hier derzeit 1,4 W/(m²K) in der Diskussion sind. Es ist aber in Verbindung mit steigenden Energiepreisen bereits jetzt mit einer steigenden Nachfrage nach höher dämmenden Konstruktionen zu rechnen. Gleichzeitig ist zu erwarten, dass die weiteren Funktionen der Fenster wie z. B. Dichtheit, Dauerhaftigkeit, Schalldämmung und Einbruchhemmung mindestens den gleichen Stellenwert wie im Augenblick besitzen werden. Es gilt also auf die steigenden Anforderungen an den Wärmeschutz im Einklang mit den weiteren Eigenschaften zu reagieren. 3 Konstruktive Ansätze für die erste Stufe 2009 In Bezug auf die EnEV 2009 sind die Lösungsansätze für Holzfensterkonstruktionen bereits klar erkennbar. Die Anforderungen werden mit verhältnismäßig überschaubaren konstruktiven Mitteln mit herkömmlichen Profilsystemen zu erreichen sein. Voraussetzung ist in jedem Fall der Einsatz von Gläsern mit einem U g -Wert von 1,1 W/(m²K). Dabei kommen sowohl noch 2fach- Gläser als auch Dreifach-Gläser in Frage. Die Rahmendicken bewegen sich dabei noch auf ift Rosenheim Seite 73 von 153

2 dem typischen Niveau von 68 mm. Für weitere Verbesserungen im 1/10tel-Bereich bieten die Verwendung von 78 mm-profilen auch zur einfacheren Integration von DreifachGläsern, die Erhöhung des Glasfalz-Überschlags zur größeren Überdeckung des Randverbunds um ca. 5 bis 10 mm, die Reduzierung der Ansichtsbreiten des Rahmens, der Einsatz von Warm-edge-Abstandhaltersystemen im MIG, die Verwendung von Kantelaufbauten mit Luftkammern allein oder in Kombination weitere Potenziale. Bild 1 Ansätze zur wärmetechnischen Optimierung des Fensters und Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudes Für eine weitere Verbesserung können die UfWerte durch Messung nachgewiesen werden. Die für Hölzer relevante Wärmeleitfähigkeit gemäß EN ist im Vergleich zu den tatsächlich in der Praxis vorhandenen Wärmeleitfähigkeiten mit einigen Sicherheitszuschlägen versehen. Durch Messungen der Rahmen kann daher häufig im Vergleich zur Berechnung besserer Wert erzielt werden. Damit wird der effektiv vorhandene U-Wert nicht verbessert, allerdings fällt der zahlenmäßige Wert realistischer und bei entsprechender Rundung ggf. günstiger aus. Bild 2 Beispiele für Potenziale aktueller Holzfensterkonstruktionen Seite 74 von 153 ift Rosenheim

3 4 Ansätze für die zweite Stufe 2012 Mit den in Abschnitt 3 beschriebenen Maßnahmen erscheinen zu erreichende U-Werte bis 1,1 W/(m²K) realistisch. Wenn die U-Werte deutlich darunter liegen sollen, werden speziell im Rahmenbereich weitergehende Ansätze zu verfolgen sein. Im Rahmenprofil müssen Dämmstoffe integriert werden, da Massivholzaufbauten zu große Dicken aufweisen würden. Für die Dämmstoffe gibt es zwei wesentliche Prinzipien: Einsatz von Konstruktionsdämmstoffen, welche fest im Kantelaufbau integriert sind und damit entsprechend belastbar ausfallen müssen. Einsatz von nicht belastbaren Dämmstoffen in geschützten Bereichen des Profils. Bei der letzten Variante ist mit einer deutlichen Abkehr von den bisherigen Profilen zu rechnen. Allerdings sind auch bessere Werte durch den Einsatz derartiger Dämmstoffe zu erwarten. Beim Mehrscheiben-Isolierglas werden optimierte Dreifach-Gläser mit Werten von U g im Bereich von 0,5 W/(m²K) einzusetzen sein. 5 Wärmeschutz 2.0 : Die Gesamtbilanz im Fokus Über die Anforderungen an eine hohe Wärmedämmung hinaus bietet das Fenster weitere Ansätze zur Energieeinsparung. Dabei ist allerdings die Abkehr von den werbewirksam direkt auf das Bauteil zu beziehenden U-Werten zu erwarten. Durch die Anbindung an die technische Gebäudeausstattung kann das Fenster zu einem Bestandteil des aktiven Regelungssystems eines Hauses werden und zur verbesserten Effizienz beitragen. Mit der Integration von z. B. Sonnenschutzeinrichtungen und Fotovoltaik-Systemen werden weitere Beiträge geleistet, welche sich auf die Gesamtenergiebilanz des Gebäudes positiv auswirken. Die beginnende Diskussion in Bezug auf die Nachhaltigkeit zeigt auch, dass Energie- und Ressourcenverbrauch bei Herstellung, Montage, Nutzung und Entsorgung der Fenster zu berücksichtigen sind. Damit gilt es, zukünftig ein ausgewogenes Verhältnis aus Energieverbrauch im Produktlebenszyklus Nachhaltigkeit, Bild 3 Zwei Arten der Dämmstoffintegration in den Fensterrahmen ift Rosenheim Seite 75 von 153

4 Energieeinsparung durch passiven Wärmeschutz Wärmeschutz, Effizienz als aktives Stellglied im Gebäude Energiezugwinn und -management sicherzustellen und mit jeweiligen Kennwerten zu belegen. 6 Zusammenfassung und Ausblick Kurzfristig können die neuen Anforderungen im Bereich des Wärmeschutzes mit herkömmlichen Konstruktionsansätzen gelöst werden. Die Zeit bis zur nächsten Reduzierung der U-Werte sollte genutzt werden, um neue Ansätze in der Holzfensterkonstruktion zu entwickeln bzw. zu verfeinern. Dabei sollten die kommenden Anforderungen an die Nachhaltigkeit und die Erfordernisse moderner Haustechnik-Konzepte bereits jetzt berücksichtigt werden. Der Werkstoff Holz bietet dabei als nachwachsender Rohstoff aufgrund seiner ästhetischen und technischen Qualitäten optimale Voraussetzungen für neue Fenster über das Jahr 2012 hinaus. Wissenswertes in Kürze Wie ist die energetische Optimierung beim Holzfenster in Zukunft zu bewerkstelligen? 1 Ab 2009 einfache Optimierungen an Glasrand, geringfügige Anpassung von Rahmendicken etc. und Gebrauch von Gläsern mit U g -Wert von 1,1 W/(m²K). 2 Gemessene U f -Werte an Rahmenprofilen ergeben realistischere und ggf. auch günstigere U-Werte. 3 Ab 2012 Verwendung guter Dreifach-Gläser und Dämmstoffe im Rahmenprofil. 4 Anbindung an die Gebäudetechnik und Integration von Sonnenschutz- und Lüftungseinrichtungen machen aus dem Fenster ein aktives Stellglied energieeffizienter Gebäudekonzepte. 5 Definierte solare Zugewinne und Fotovoltaik beeinflussen die Energiebilanz positiv. 6 Energie- und Materialverbrauch bei Herstellung der Werkstoffe, des Fensters, bei der Montage, Nutzung und Entsorgung, für die künftige Bewertung der Nachhaltigkeit bereits jetzt bei der Konzeption der neuen Fenstersysteme berücksichtigen. Seite 76 von 153 ift Rosenheim

5 Dipl.-Ing. (FH) Geboren 1972 in Burghausen Realschule Altötting FOS in Altötting FH Rosenheim, Studium Holztechnik Abschluss: Dipl.-Ing. (FH) Zivildienst seit 1997 seit 2005 Mitarbeiter am ift Rosenheim: Technische Assistenz der Institutleitung Sachverständigenzentrum Leitung von div. Forschungsprojekten (Holzfassaden, Beschlagtechnik, Verbundaufbauten, Oberflächentechnik) Schulungen, Seminare, Vorträge Stellv. Leiter F&E sonstiges Diverse Fachveröffentlichungen Umfangreiche Gutachten im Bereich von Fensterkonstruktionen, Dauerhaftigkeit, Gebrauchtauglichkeit Konzeption und Entwicklung einer Ausschreibungssoftware ift Rosenheim Seite 77 von 153