Warum ist das Passivhausfenster ein echter Energiesparer?
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Das Passivhausfenster wird immer öfters eingebaut. Steigende Energiekosten führen dazu, dass Gebäudehüllen, insbesondere Fenster, weiter verbessert
werden.
Die letzte Energieeinsparverordnung (EnEV), welche erst 2014 verabschiedet
wurde, schreibt vor Neubauten zu dämmen und wenn möglich Passivhausfenster
zu verbauen. In der EnEV wurden unter anderem Vorschriften für Passivhausfenster
sowie den energieeffizienten Betrieb eines Gebäudes festgehalten.
Passivhausstandard ist die Zukunft
Es findet ein Umdenken in unserer Gesellschaft statt. Der Trend zum optimierten Wohnhaus geht weiter und vermutlich wird schon 2020 das Passivhaus der
Standard sein.
Beim energieeffizienten Bauen kommt der moderne Häuslebauer und/oder Architekt nicht um Passivhausfenster herum. Alle Komponenten dieser bestens
optimierten Fenster haben sich in den vergangenen Jahren weiterentwickelt. Es stellt sich mittlerweile nicht mehr die Frage ob Isolierglasfenster oder
traditionelle Konstruktionen. Auch wird den Isolierglasfenstern nachgesagt, dass diese im Laufe der Zeit erblinden. Allerdings sind die verwendeten
Materialien mittlerweile so gut, dass dies nur mehr selten der Fall ist. Vom energetischen Gesichtspunkt her kann die Wahl daher nur auf ein
Isolierglasfenster fallen. Wobei heutzutage ein reines Isolierglas nicht mehr zum Einsatz kommt. Mittlerweile kommen nur noch Wärmeschutzverglasungen
zum Einsatz.
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Was ist ein Passivhausfenster?
Definition eines Passivhausfensters: Ein Passivhausfenster ist ein Fenster, das einen Uw-Wert von 0,8 W/(K·m²) und kleiner hat.
Egal ob es ein Kunststofffenster, ein Holzfenster oder ein Alufenster ist - ein Fenster muss eben bestimmte Kriterien erfüllen, um überhaupt als
Passivhausfenster bezeichnet zu werden. Das Maß aller Dinge hierbei ist der Wärmedurchgangskoeffizient (Uw-Wert => Er gilt für das gesamte Fenster).
Er setzt sich aus dem Uf-Wert des Rahmens zusammen und aus dem Ug-Wert der Fensterverglasung. Früher gab es hierfür den K-Wert. Er war pauschaler als
der jetzige U-wert und dadurch ungenau. Der Uw-Wert wird aus den einzelnen Komponenten eines Fensters berechnet. Hierbei gilt: Je kleiner der U-Wert
umso besser die Wärmedämmung. Ab einem Uw-Wert von 0,8 W/(K·m²) gilt ein Fenster als Passivhausfenster. Außerdem spielt auch der Energiedurchlassgrad (g-Wert) der
Fensterscheiben eine Rolle. Mehr zum U-Wert finden Sie hier.
Welche Materialien beim Kunststofffenster haben Einfluss auf den Uw-Wert?
Zuerst gilt zu klären aus welchen Komponenten ein Fenster besteht.
1 Verglasung
1.1 Glasabstandshalter
1.2 Fensterscheibe
1.3 Trocknungsmittel
1.4 Versiegelung
2 Flügel
2.1 Glasleiste
2.2 Dichtungen
3 Rahmen
3.1 Stahleinlage
3.2 Dritte Dichtungsebene
Die meiste Energie strömt beim Fenster durch das Glas. Hier können also die größten Energieeinsparungen erreicht werden. Ändert man lediglich eine
Komponente so ist die wärmetechnische Auswirkungen auf den Gesamt Uw-Wert unterschiedlich.
Ist eine 3fach Verglasung notwendig?
Der geforderte Wert von 0,8 W/(K·m²) für Passivhausfenster ist mit einer 2fach Isolierverglasung, die mit einem herkömmlichen Gas (z.B. Argon) gefüllt ist,
nicht zu erreichen. Deswegen ist es unabdingbar für ein Passivhausfenster eine 3fach Verglasung zu verwenden. Wie gut hierbei die Scheibe dämmt ist von
verschiedenen Faktoren abhängig:
1. Wie groß ist der Glaseinstand bzw. wie groß ist die Glasfalzhöhe?
Nach der DIN 18545 soll der Glaseinstand 2/3 der Glasfalzhöhe sein, darf aber nicht mehr als 20mm betragen.
2. Die Glasdicke ist entscheidend
3. Welcher Glasabstandshalter wird verwendet
Der Rand einer Verglasung leitet die Wärme und wirkt so wie eine Wärmebrücke. Diese Wärmebrücke wird als Wärmebrückenverlustkoeffizient Ψg
bezeichnet und fließt in die Berechnung des Uw-Wertes mit ein. Er wirkt auf die gesamte Länge der Verglasung. Um diesen Verlust nun zu
kompensieren werden sogenannte „Warme Kanten“ (warm edges) verwendet. Warme Kante ist eine Kurzbezeichnung für wärmetechnisch verbesserte
Abstandshaltersysteme.
Passivhausfenster – das Profil bringt‘s
Um den Uw-Wert weiter zu verbessern wurden im Laufe der Zeit auch die Profile weiter optimiert. Es wurden anstelle von 3-Kammern bis zu 6-Kammer
Profile verwendet und eine 3. Mitteldichtung wurde mit integriert.
Hintergrundwissen zum Passivhausfenster
Die thermische Behaglichkeit
Die thermische Behaglichkeit ist ein entscheidender Bestandteil eines
Passivhausfensters. Dabei soll die mittlere Oberflächentemperatur der
Innenoberfläche eines Fensters im Winter lediglich 3°C unter der
Raumtemperatur liegen.
Diese thermische Behaglichkeit wurde in der DIN EN ISO 7730 festgehalten
und gilt weltweit. Maßgebend hat hier der dänische Wissenschaftler P. O.
Fanger mitgearbeitet. Er hat die fangersche Behaglichkeitsgleichung
aufgestellt, die als der Zustand, in dem das Gefühl der Zufriedenheit mit der
thermischen Umgebung herrscht, definiert wird.
Es werden 6 messbare Faktoren berücksichtigt:
- Bekleidung
- Körperliche Tätigkeit
- Luftfeuchte
- Luftgeschwindigkeit
- Raumlufttemperatur
- Oberflächentemperatur der Raumumschließungsflächen
Hierbei ist besonders das Verhältnis von Raumtemperatur und der
Temperatur, die Wände, Boden, Decke und Fenster abstrahlen, maßgebend.
Passivhausfenster erfüllen dieses Behaglichkeits-Kriterium optimal. Zwei
grundlegende Faktoren kennzeichnen ein Fenster als Passivhausfensters:
- U-Wert
- g-Wert (Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung)
Der U-Wert leitet sich von der mittleren Auslegungs-Außentemperatur ab. In
Mitteleuropa liegt diese bei -10°C. Daraus ergibt sich der effektive Uw-Wert
für Fenster von größer als 0,8 W/m²·K. Wie sich der Uw-Wert
zusammensetzt, können Sie unter U-Wert nachlesen.
Durch den Einsatz von Passivhausfenstern wird der Wärmeverlust eines
Fensters generell herabgesetzt. Im Gegensatz zum handelsüblichen
„normalen“ Fenster ist ein Passivhausfenster um den Faktor 2 besser.
Die Temperatur der Fensteroberfläche sinkt jedoch, auch in kalten Nächten
bei einer Wohnraumtemperatur von 20°C, nicht unter 17°. Somit werden
Kaltluftseen, die sich gerne in Bodennähe bilden, auf ein Minimum gesenkt.
Auch die Kältestrahlung, die normalerweise in der Nähe von Fenstern vor
in den kalten Monaten spürbar ist, wird reduziert. Der menschliche
Körper spürt somit keine Kältestrahlung mehr und empfindet das Raumklima
als angenehm.
Mit dem Passivhausfenster indirekt heizen
Neben dem Behaglichkeitskriterium spielt der Gesamtenergiedurchlassgrad
g (nach DIN 67507) eine große Rolle. Er setzt sich zusammen aus direkter
Sonnenenergietransmission τe und der sekundären Wärmeabgabe nach
innen qi infolge der langwelligen Strahlung und Konvektion. g = τe+qi
Passivhausfenster haben beim Einsatz einer Dreifachverglasung jeweils auf
der äußeren und inneren Verglasung eine Beschichtung im
Scheibenzwischenraum aufgebracht. Diese Wärmeschutzbeschichtung lässt
den größten Teil der Strahlung des Sonnenlichts in den Raum. Lediglich ein
kleiner Teil wird reflexiert. Umgekehrt dazu sieht es bei der Wärmestrahlung
aus. Nur ein kleiner Teil gelangt nach draußen. Der größte Teil der
Wärmestrahlung wird wieder in den Raum reflexiert.
Im Übrigen spricht man hier tatsächlich von Reflexion. In der Physik nennt
man diesen Vorgang so, bei dem Wellen an einer Grenzfläche
zurückgeworfen werden. An diesen Grenzflächen, es können z.B. Möbel oder
Wände sein, ändert sich der Wellenwiderstand der Strahlung. In unserem Fall
ist es die Strahlung der Sonne.
Ein weiterer positiver Effekt: Die UV-Strahlung wird bis zu 90% ausgefiltert.
Die Sonnenstrahlung wird dabei von den Gegenständen im Raum absorbiert
und in Form von Wärme abgegeben. Es entsteht eine Art Wärmefalle. Die
Energiekosten werden somit gesenkt.
Ein weiterer Effekt, den man feststellen kann ist der, dass sich die
Glasscheibe durch die so entstehende Wärme im Innenraum weiter aufheizt,
bis sie über der Temperatur des Innenraums liegt. Dadurch bleibt ein
Wärmeaustausch mit der kälteren Außenluft aus.
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