Holzfenster - ihr Einfluss auf die Energieeffizienz des Hauses

Ich schrieb neulich über Energieeffiziente Häuser und über CLT-Paneelwände die es ermöglichen, die Wärme im Inneren zu halten, verwendet in Gebäuden Passivhäuser. Bei der Energieeffizienz geht es aber nicht nur um die Isolierung von Wänden. Wärmeverluste können auch an anderen Stellen auftreten. Die bei weitem empfindlichsten Bereiche sind verglaste Flächen. Mobile oder feste Glasfenster und Glastüren sind empfindliche Stellen. Das Problem kann durch den Einsatz von Fenstern gelöst werden, die im Winter die Wärme draußen und im Sommer drinnen halten. Solche Fenster werden als doppelt verglaste Fenster bezeichnet und können Rahmen aus verschiedenen Materialien haben. Da es sich auch um Holzfenster handeln kann, handelt es sich natürlich um Holzthermopane, wie wir sie zu nennen gewohnt sind.

Der Begriff "Thermopane" ist eigentlich die rumänische Version einer eingetragenen Marke. "Thermopane" ist der Name, unter dem das erste Fenster mit einer aus zwei Glasschichten bestehenden Scheibe, die in einem einzigen Rahmen montiert ist, 1941 von der LOF Glass Company, Ohio, USA, eingetragen wurde. Das System war 1930, ebenfalls in den USA, von C.D. Haven erfunden worden, aber die Notwendigkeit, dass das Glas gleichmäßig dick und völlig gerade sein muss, machte die Herstellung damals unmöglich, was zu sehr hohen Produktionskosten führte.

Im Laufe der Zeit hat sich dieses System als sehr energieeffizient erwiesen. Heute ist es kaum noch vorstellbar, dass ein neues Haus ohne Doppelverglasung gebaut werden kann, und die Besitzer alter Häuser entscheiden sich zunehmend dafür, alte Holzfenster durch doppelt verglaste zu ersetzen.

Wie bestimmt man die Effizienz von doppelt verglasten Holzfenstern?

Sehr wichtig bei doppelt verglasten Fenstern ist der Wärmedurchgangskoeffizient, der, wie bei der Wärmedämmung, in W/m²K gemessen wird. Je niedriger der Koeffizient ist, desto wärmeeffizienter ist das Fenster. In Passivhäusern sollte er beispielsweise weniger als 0,85 betragen.

Das Thermopane-Fenster besteht aus dem Rahmen und dem Glas-Sandwich. Die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten wird für beide Komponenten durchgeführt, da Wärme durch beide hindurchgehen kann. Darüber hinaus kann Wärme auch durch den Bereich, in dem das Fenster in der Wand montiert ist, aus dem Haus entweichen, so dass der Wärmedurchgangskoeffizient für das montierte Fenster ebenfalls wichtig ist. Für Passivhäuser müssen alle drei Koeffizienten unter 0,85 liegen.

Wie man Holzfensterrahmen baut

Fensterrahmen werden aus Holz hergestellt, wobei verschiedene Holzarten verwendet werden können: Tanne, Fichte, Kiefer, Eiche. Im Gegensatz zur klassischen Tischlerei, bei der der Rahmen aus einem einzigen Stück Holz besteht, werden doppelt verglaste Fenster aus mehreren miteinander verleimten Holzschichten hergestellt. Die Schichten werden entlang der Maserung verlegt, nicht senkrecht zueinander.

Am effektivsten sind Rahmen, bei denen die Fasern der Schichten in einem Spiegel verlegt sind. Die Wärme durchläuft den Rahmen in Form einer Welle. Wenn sie auf die Holzschicht trifft, die in die falsche Richtung zeigt, nimmt die Amplitude der Welle ab, wodurch die übertragene Wärmemenge verringert wird. Je mehr Schichten (dicker) der Rahmen hat, desto energieeffizienter ist er. Es versteht sich von selbst, dass die Dicke des Rahmens nicht übertrieben werden darf, um den bestmöglichen Wirkungsgrad zu erzielen. Alles wird berechnet, um das beste Ergebnis zu erzielen, daher wird auch die Dicke so gewählt, dass sie effizient, aber auch stabil, leicht, einfach zu bedienen und ästhetisch ist.

Oft wird die Effizienz des Rahmens verbessert, indem Profile oder Löcher in einer der Holzschichten angebracht werden. Die Luft in diesen Profilen wirkt wie ein Isolator. Auch Kombinationen aus Holz und Verbundwerkstoffen werden verwendet, um die Leistung zu erhöhen.

Ein sehr effizienter Rahmentyp, der normalerweise in Passivhäusern verwendet wird, ist außen mit Aluminium verkleidet. Zwischen dem Holz und dem Metall befindet sich ein freier Raum, und die Luft in diesem Raum ist ein sehr guter Isolator. Der Vorteil ist, dass Metall sehr witterungsbeständig ist und keine Gefahr von Fäulnis besteht, wie es bei Holz der Fall sein kann, wenn die Konstruktionslösung nicht gut gewählt ist.

Anforderungen an energieeffiziente Verglasungen

Die Verglasung eines Fensters besteht aus 2 oder 3 Glasschichten. Zwischen diesen Schichten befindet sich trockene Luft oder inerte Gase, die die Wärmeübertragung verringern, und die Scheibe ist versiegelt. Die verwendeten Gase sind Argon oder Krypton. Krypton ist effizienter als Argon, aber auch teurer. Es wird verwendet, wenn das Modell einen geringeren Abstand zwischen den Glasschichten erfordert. Manchmal wird ein Gemisch der beiden Gase verwendet, um die Effizienz zu erhöhen, ohne dass der Preis stark ansteigt.

Das verwendete Glas muss von sehr guter Qualität, stark und von gleichmäßiger Dicke sein. Es kann UV-Absorber enthalten, leicht gefärbt sein und mit sehr dünnen Schutzfolien versehen sein, die die Sonnenstrahlen reflektieren oder die mechanische Festigkeit erhöhen.

Zwischen den Glasschichten sind Streifen angebracht, um den Abstand zwischen ihnen auch bei Schwankungen des atmosphärischen Drucks konstant zu halten. Die Streifen verhindern die Ansammlung von Feuchtigkeit - sie wirken der Kondensation entgegen - oder das Austreten von Inertgas aus dem Inneren.

In Passivhäusern werden 3-Scheiben-Fenster verwendet. Die 3-schichtige Glasscheibe ist 40-50 mm dick und sehr energieeffizient. Die Glasabdeckungen können die Wärme speichern und abgeben, wenn die Temperatur im Inneren sinkt.

Wie man sie für maximale thermische Effizienz installiert

Der Fensterbeschlag ist sehr wichtig und beeinflusst die Wärme- und Schalldämmung der Fenster. Der Einbau erfolgt direkt in den vom Bauherrn in der Hauswand gelassenen Spalt oder in einen Holzrahmen, der dann im Fensterraum befestigt wird. Die Fenster werden mit Polyurethanschaum befestigt, der den Spalt zwischen der Wand und dem Fensterrahmen vollständig ausfüllt.

Die Wände, in die die Fenster eingebaut werden, sind viel dicker als der Fensterrahmen, und es handelt sich um tragende Wände. Es gibt drei Möglichkeiten, die Fenster in die vom Bauherrn für diesen Zweck vorgesehene Lücke einzupassen:

• auf der Außenseite, wobei das Fenster bündig mit der Fassade ist,
• auf der Innenseite, wobei das Fenster bündig mit der Innenseite der Wand abschließt, oder
• auf halbem Weg zwischen den oben genannten Positionen. Studien haben gezeigt, dass dies die effektivste Art der Montage ist oder so nahe wie möglich daran liegt.

Beim Einbau bilden sich im Inneren des Polyurethanschaums kleine Kanäle, durch die Wärme verloren gehen kann. In Passivhäusern werden die Fenster mit schmalen Platten an der Wand befestigt, die sowohl innen als auch außen verklebt werden. Diese Bahnen werden auf den Fensterrahmen geklebt (der mit Putz überzogen wird) und setzen die Isolierung der Wand fort, wodurch die Bildung von Energiebrücken verhindert wird. Dadurch wird verhindert, dass Wärme durch Kanäle im Schaumstoff entweicht. Die Folien haben die Form von Klebebandrollen, die sowohl auf den Rahmen als auch auf die Wand geklebt werden.

Beschläge, Armaturen, Endbearbeitung von Holzfenstern

Die Qualität und Effizienz des Fensters wird auch durch die Beschläge, die verwendeten Armaturen und die gewählte Ausführung gewährleistet. Die Beschläge müssen eine perfekte Abdichtung gewährleisten und die Scharniere müssen das Gewicht des Fensters tragen können. Ein schwaches Scharnier gibt allmählich nach, das Fenster sitzt nicht mehr perfekt und es kann zu Wärmeverlusten kommen.

Dichtungen müssen von guter Qualität sein und sowohl niedrigen Winter- als auch hohen Sommertemperaturen standhalten. Ein minderwertiges Material wird im Winter steifer, sogar spröde, und die Dichtung ist nicht mehr dicht. Im Sommer kann ein minderwertiges Material zu weich, ja sogar klebrig werden und seine Eigenschaften verlieren.

Fensterveredelung wird aus für den Außenbereich geeigneten Materialien hergestellt. Farben sind mit der Zeit am widerstandsfähigsten, während glänzende Lacke am wenigsten widerstandsfähig sind. Ein vollkommen klarer Lack schützt das Fenster nicht vor UV-Strahlung. Deshalb werden Außenlacke mit Pigmenten leicht getönt. Wenn das Holz gebeizt wird, müssen die verwendeten Beizen außenbeständig sein.

Die Energieeffizienz des Hauses kann durch den einfachen Austausch von Fenstern verbessert werden

Beim Passivhausbau wird die Leistung von Fenstern und Wänden in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen vor Ort berechnet. Obwohl sie nach strengen Regeln und klaren Normen gebaut werden, ist jedes gebaute Passivhaus auf seine eigene Weise einzigartig. Das gesamte Haus wird bis ins kleinste Detail geplant, und die Wahl der Fenster wird bereits in der Planungsphase getroffen.

Bei Fertighäusern kann der Austausch normaler Fenster gegen doppelt verglaste Fenster die Energieeffizienz des Hauses erhöhen und damit die Energiekosten senken. Sie können zahlreiche Berechnungen zur Energieeinsparung finden, einige von ihnen sogar für 20 Jahre, seit die Fenster ausgetauscht wurden.

Und in diesem Fall ist der Fensterbeschlag genauso wichtig wie das Fenster selbst. Wenn Sie sich zu einem solchen Schritt entschließen, sollten Sie die Möglichkeiten sehr sorgfältig abwägen und einen Fachbetrieb für den Einbau hinzuziehen. Versuchen Sie nicht, an der Qualität zu sparen, sparen Sie in dieser Phase nicht an der Qualität. Die Einsparungen werden sich später bemerkbar machen, aber nur, wenn die Wahl des Fensters und sein Austausch korrekt durchgeführt werden.