Fenster & Türen
Glasarten
Floatglas
Floatglas ist eine einfache Glasscheibe. Der Name bezeichnet die seit 1959 übliche Herstellungsweise
Sicherheitsglas
ESG ist eine thermisch vorgespannte Glasscheibe mit besonders hoher Stoß- und Schlagfestigkeit. Bei Bruch zerfällt es in zahlreiche, sehr kleine Stücke ohne scharfe Kanten, so dass die Verletzungsgefahr minimiert wird. ESG-H ist ein besonders temperaturbeständiges ESG. Für Fahrzeuge wie Autos oder Tiny Houses müssen Sicherheitsgläser verwendet werden.
Bei VSG (manchmal auch Panzerglas genannt) werden zwei oder mehr Scheiben mit einer reißfesten, zähelastischen Folie zusammengeklebt. Dadurch lässt sich das Glas nur schwer durchdringen. Unter hoher Krafteinwirkung bekommt es Sprünge, zerfällt jedoch nicht. Die einzelnen Scheiben können aus Floatglas oder auch ESG für besonders hohe Sicherheit sein. Sollte es zum Durchbruch kommen, kleben die Scherben an der Folie fest, wodurch die Verletzungsgefahr verringert wird; zudem bleibt das Hindernis für Einbrecher weiterhin bestehen. Die Scheibe hat noch eine Resttragfähigkeit. Das ist auch der Grund, weshalb in Deutschland VSG bei Überkopfverglasungen (d.h. mit Neigung von mehr als 10°zur Vertikalen) Bestandteil des Scheibenaufbaus sein muss. Durch die Folie hat es eine stark verminderte UV-Durchlässigkeit. Für dekorative Zwecke kann die Folie auch eingefärbt sein.
Eine absturzsichernde Verglasung ist TRAV-Glas. Es ist für bodentiefe Fenster und Brüstungselemente vorgeschrieben. Die Gläser können aus ESG, VSG, TVG (teilvorgespanntes Glas) oder einer Kombination von diesen bestehen. Die jeweiligen Einsatzregeln sind in der DIN18008-4 geregelt, dabei gibt es 3 verschiedene Kategorien A, B und C.
VIG bestehen aus zwei durch einen sehr geringen Zwischenraum (z.B. 0,2mm) getrennten Scheiben. Derzeit können diese Verglasungen bis zu 6mm dünn sein. Sie dämmen meist mindestens so gut wie Dreischeiben-Isoliergläser, sind aber wesentlich leichter und sehr viel dünner. Um den auf den Scheiben lastenden Atmosphärendruck von 10 Tonnen pro m² aufzunehmen, müssen im Scheibenzwischenraum in regelmäßigen Abständen kleine Stützen angebracht werden. Die Stützen mit einem Durchmesser von ca. 0,5 mm behindern die Durchsicht nicht und können nur aus nächster Nähe wahrgenommen werden. Während bei thermisch sehr guten Dreifach-Verglasungen zwei low-ɛ-Schichten eingesetzt werden, kommt VIG mit nur einer low-ɛ- Schicht aus. Infolgedessen erreicht VIG höhere Werte für Gesamtenergiedurchlass (g-Wert) und Lichttransmission (tL) bei gleichem oder sogar besserem Wärmedämmwert. Dies führt zu einem deutlich besseren äquivalenten Wärmedurchgangskoeffizienten Ueq, der neben den Wärmeverlusten auch die solaren Wärmegewinne berücksichtigt und somit von der Fassadenorientierung abhängt. Bei schrägem Einbau verschlechtert sich die Wärmedämmung nicht, da fast keine Konvektion im SZR stattfindet. Auch die Schalldämmung ist bei VIG erhöht. Zur Erhöhung der Bruchsicherheit wird oft thermisch gehärtetes Glas oder Sicherheitsglas verwendet. Auch bei VIG können Beschichtungen oder Spezialfolien weitere Funktionen wie z.B. erhöhten Schallschutz bieten.
Derzeit werden VIG aufgrund des vergleichsweise hohen Preises bei Renovierungen von Altbauten, vor allem im Denkmalschutz, verwendet (deren Bausubstanz nicht auf schwere und dicke Scheiben ausgelegt ist).
Für Sonnenschutzglas gibt es neben der Möglichkeit der Beschichtung (siehe den entsprechenden Artikel auf dieser Webseite) eine Vielzahl anderer Möglichkeiten: Absorptionsglas, bei dem ein Farbstoff bei der Glasherstellung beigemischt wird; Verglasung mit reversiblen Folien im SZR, die mit Motor oder manuell rauf- oder runtergefahren werden können; intelligentes (=smartes) Glas, dessen Transparenz über verschiedene mögliche Mechanismen anpassbar ist, z.B. mithilfe von Spiegelprofilen.
Wichtig besonders beim Sonnenschutz ist die Selektivitätskennzahl S. Sie beschreibt das Verhältnis von gewünschter möglichst hoher Lichtdurchlässigkeit tL zu gleichzeitig möglichst niedrigem Gesamtenergiedurchlassgrad g, nach der Formel S=tL/g. Optimierte Isolierverglasungen erreichen Werte von S größer 2,25. Soll das Ausbleichen von Möbeln und Teppichen minimiert werden, sind Sonnenschutzgläser mit hohem Schutz vor UV-Strahlung einzusetzen.
Für Schallschutzglas gibt es verschiedene Maßnahmen: Durch ein Verbundglas mit einer Mittelschicht aus Kunstharz oder Schallschutzfolie wird die Scheibenelastizität vermindert und dadurch die Schwingungen der Scheiben verringert. Dickere Scheiben erhöhen deren Trägheit und verringern dadurch ebenfalls deren Schwingungen. Der Scheibenzwischenraum wird vergrößert und ein Edelgas eingefüllt. Die Scheiben werden verschieden dick ausgeführt („Scheibenasymmetrie“), so dass Schwingungen weniger stark von einer Scheibe an die andere weitergegeben werden können. Zusätzlich zum Glas wird auch der Fensterrahmen verändert. Er wird mit mehr und unterschiedlich großen Kammern versehen. Solche Maßnahmen können Schalldämmwerte von Rw = 25-53 dB erreichen, wobei diese Angaben für einen Frequenzbereich von 100 bis 3150 Hz gelten.
Es werden sechs Schallschutzklassen unterschieden. Je höher die Schallschutzklasse, desto höher die Schalldämmung.
Ein Alarmglas basiert auf dünnen Leitungen oder Folien, durch die Strom fließt. Beim Zerschlagen des Fensters wird der Stromkreis unterbrochen oder die Spannung verändert, was als Information an eine Einbruchmeldeanlage weitergeleitet wird. Diese löst meist einen Alarm bei einer Polizeidienststelle aus. Meist wird für Alarmglas entweder ESG mit einer aufgedruckten Leiterschleife oder VSG mit feinem Draht in der Folie verwendet.
Weiter interessante Glassorten sind etwa: Schaltbares Glas (auch intelligentes oder smartes Glas genannt), entspiegeltes Glas, selbstreinigendes Glas, lichtstreuendes Glas, lichtlenkendes Glas, Sichtschutzglas (z.B. Ornamentglas), Brandschutzglas, Vogelschutzglas, Glas mit integrierter Photovoltaik, Verbundglas mit Folien für andere Zwecke als Sicherheit, z.B. für Schallschutz, Wärmeschutz, Brandschutz etc.
Glas Beschichtung
Bei der Wärmeschutzverglasung wird eine zum Scheibenzwischenraum einer Isolierverglasung zeigende Glasseite sehr dünn mit Metalloxid oder einem Edelmetall beschichtet (einer sogenannten low-Schicht). Dies ist seit der 1995 in Kraft getretenen Wärmeschutz-Verordnung (später abgelöst durch die EnEV, mittlerweile durch das GEG) Standard.
Da diese Schicht sehr dünn ist, ist sie durchsichtig. Sie lässt kurzwelliges Licht fast ungehindert durch und reflektiert große Teile der langwelligen Infrarotstrahlung, also der Wärmestrahlung. Dadurch, dass so weniger Wärmestrahlung vom Innenraum nach außen dringt, wird der U-Wert dieser beschichteten Scheibe um etwa die Hälfte gesenkt.
Insgesamt werden je nach Beschichtung ca. 75 % oder mehr des sichtbaren Lichts von einer Wärmeschutzverglasung durchgelassen. Da längere Wellenlängen stärker reflektiert werden, können Fenster mit Wärmeschutzverglasung eine leichte Verfärbung des Lichts bewirken (z.B. etwas bläulich, grünlich, gräulich).
Dieselbe Beschichtung kann auch als Sonnenschutzglas verwendet werden, um möglichst viel Sonnenenergie vom Innenraum abzuhalten -bis zu mehr als 80 % (hierzu gibt es eine Vielzahl an Verfahren). Hier ist das Ziel also nicht, die Wärmestrahlung drinnen, sondern sie draußen zu halten. So kann der Innenraum im Sommer ohne Kühlung im Schnitt 2-5° kühler gehalten werden. Natürlich bedeutet dies auch, dass im Winter der Energieeintrag (der Wärmegewinn) von der Sonne geringer ist, man also bei Sonnenwetter im Winter tendenziell mehr heizen muss. Bei einer günstigen Sonnenlage ist normalerweise ein höherer g-Wert (und dafür ein etwas schlechterer, also höherer, U-Wert) besser. Bei geringem Angebot an Wintersonne wiegt der U-Wert weit mehr als der g-Wert. Zu bedenken ist auch, dass der Lichttransmissionsgrad, der tL-Wert, für Sonnenschutzglas deutlich niedriger ist als für Wärmeschutzglas, nämlich typischerweise zwischen 0,5 und 0,7. Dies kann zu einer merklichen Verdunkelung des Fensters führen.
Im Gegensatz zu einer Wärmeschutzverglasung wird die Beschichtung der Sonnenschutzverglasung an der Innenseite der Außenscheibe aufgebracht statt, wie beim Isolierglas, auf der Außenseite der Innenscheibe. Interessant ist auch, dass eine Metallbeschichtung Funkwellen dämpft: je nach Frequenzbereich bis zu 30 dB, und damit eine Abschirmung von bis zu 99,9 %. Dies gilt z.B. für Mobiltelefone mit 4G-Netzen.
Es gibt auch noch diverse andere Beschichtungen, mit deren Hilfe Eigenschaften von Gläsern eingestellt werden können. z.B. Vogelschutzglas (durch eine Beschichtung, die für Vögel sichtbares, für Menschen unsichtbares Licht reflektiert), selbstreinigendes Glas (Beschichtung durch eine Kombination von hydrophiler mit hydrophober oder mit fotokatalytischer Beschichtung).
Der U-Wert, der Wärmedurchgangskoeffizient, ist ein Maß für die Dämmung. Er benennt die Wärmeenergiemenge, die von innen nach außen verloren geht. Je kleiner der U-Wert, desto besser die Wärmedämmung.
Der U-Wert für ein Fenster wird mit Uw bezeichnet. Dieses Maß berücksichtigt die folgenden drei Teilmaße: die U-Werte für Glas (Ug), den Rahmen (Uf) und den Übergangsbereich zwischen Glas und Rahmen. Zur Erfüllung des GEG darf Uw höchstens 1,3 W/(m²K), für Dachflächenfenster 1,4 W/(m²K) sein.
Um den Wärmedurchgangskoeffizienten für ein Fenster zu berechnen, benötigt man neben den U-Werten für Glas und Rahmen sowie den entsprechenden Flächen (Ag die sichtbare, „lichte“, Glasfläche, Af die Rahmenfläche) auch den Wert für die Wärmebrücken, der mit ψ (sprich: „Psi“) bezeichnet wird: den ψg-Wert, Beiwert für den Randverbund des Glases (geringer, wenn das Fenster eine sogenannte „Warme Kante“ besitzt), und den ψe-Wert für für die Wärmebrücke zwischen Fensterrahmen und Fassade. Da ψe nichts mit dem Fenster selbst zu tun hat, lautet die Formel für das Fenster nach DIN EN ISO 10077-1:
Uw=(Ug*Ag+Uf*Af+lg*ψg)/(Ag+Af)
Bei geneigten Fenstern erhöht sich der U-Wert. Typisch ist z.B. für ein 2-Scheiben Isolierglas mit Ug=1,1 W/(m²K) bei senkrechtem Einbau (90°) dass eine Neigung auf 60° den Ug-Wert auf 1,4 steigert. Dies resultiert aus der Luftströmung im Scheibenzwischenraum. Im Rahmen der EnEV bzw. des GEG werden stets die Werte für einen senkrechten Einbau herangezogen, d.h., der tatsächliche Einbauwinkel wird nicht berücksichtigt.
Berechnet man den Wärmedurchgangskoeffizienten eines Bauteils mit mehreren Schichten von Material (z.B. Fensterglas, Gas, Fensterglas), muss man zunächst deren individuellen Wärmewiderstandswerte, die R-Werte, addieren (die Kehrwerte der jeweiligen Wärmedurchgangskoeffizienten: U=1/R). Den U-Wert des Bauteils erhält man, indem man den Kehrwert der Summe der R-Werte der einzelnen Schichten nimmt.
Neben diesen Werten gibt es noch den g-Wert, den Gesamtenergiedurchlassgrad des Fensterglases. Dieser gibt an, wieviel Wärmeenergie durch die Sonneneinstrahlung und durch die Absorption von Wärmeenergie insgesamt durch das Glas von außen ins Rauminnere gelangt. Je niedriger der g-Wert, desto besser ist der Raum wärmegedämmt. Bei Sonnenschutzgläsern beträgt er typischerweise 0,18-0,48, d.h. 18% bis 48% der Energie der Sonnenstrahlen dringt durch das Glas. Demgegenüber hat herkömmliches Glas ohne Beschichtung typischerweise einen g-Wert von 0,85 und eine normale Dreifachverglasung ca. 0,55. Für Wohngebäude gilt nach GEG ein maximaler g-Wert von 0,6. Ein höherer g-Wert allerdings sorgt im Winter dafür, dass tagsüber mehr Sonnenenergie in den Raum gelangt.
Das Zusammenspiel von U-Wert und g-Wert führt zu einer energetischen Gleichwertigkeit verschiedener Elemente. So liefert etwa ein Fenster mit U-Wert 1,3 und g-Wert von 0,6 die gleiche energetische Performanz wie eines mit U-Wert 1,0 und g-Wert von 0,48. Der Nutzer spart mehr Heizenergie, wenn bei gleichem U-Wert der g-Wert höher ist, bzw. wenn bei gleichem g-Wert der U-Wert niedriger ist.
Dies führt zur Betrachtung des äquivalenten Wärmedurchgangskoeffizienten Ueq (auch Bilanz-U-Wert genannt), der auch die solaren Wärmegewinne berücksichtigt, der sich aus dem g-Wert und einem von der Himmelsrichtung abhängigen Strahlungskoeffizienten SF errechnet. Nach der DIN V 4108-6:2003-06 wird SF mit 2,10 W/m²K für Süd-, 1,2 W/m²K für Ost- und West- sowie 0,8 W/m²K für die Nordorientierung veranschlagt. Damit berechnet sich Ueq = Uwg* SF.
Wichtig ist schlussendlich auch der Lichttransmissionsgrad tL (manchmal auch LT oder τν oder Tau-Wert), der angibt, wieviel Prozent des für das Auge sichtbare Licht durch das Fenster in den Innenraum gelangt. Für Wärmeschutzglas ist er typischerweise zwischen 0,73 und 0,8, also 73% bis 80%. Dieser bestimmt also, wieviel Tageslicht in das Rauminnere gelangt. Da Tageslicht ein sehr wesentlicher Faktor für das Wohlbefinden ist (vergleiche das „Sick Building Syndrom“, SBS), stellt die DIN EN 17037 Richtwerte für die Sicherstellung einer ausreichenden Tageslichtversorgung auf. Natürlich sind dafür neben dem Lichttransmissionsgrad eines jeden Fensters auch Anzahl, Größe, Lokation, etc. der Fenster entscheidend (deshalb sind in den Bauordnungen der Bundesländer Mindestfensterflächenanteile geregelt, i.d.R. mindestens 1/8 der Grundfläche).
Fensterrahmen
Fensterrahmen bestehen aus einem Blendrahmen (fest mit der Fassade verbunden) und dem Flügelrahmen (oder Führungsrahmen bei Schiebefenstern, fest mit den Glasscheiben und beweglich mit dem Blendrahmen verbunden).
Für Fensterrahmen werden meist folgende Materialien verwendet: Holz, Kunststoff, Aluminium, oder eine Kombination von Holz und Aluminium, manchmal auch von Kunststoff und Aluminium. Die Wahl des Materials hängt von subjektiven Einstellungen ab, hat aber auch jeweils objektive Vor- und Nachteile. Die verschiedenen Hersteller liefern allerdings in einzelnen Punkten zum Teil etwas widersprechende Informationen.
Material
Kunststoffrahmen bestehen aus PVC, manchmal auch aus PU. Zur Verstärkung der Rahmen und Flügel enthalten die meisten Kunststofffenster innenliegende Profile aus Stahl, Aluminium oder GFK. Für Kunststoffrahmen werden vor allem folgende Vor- und Nachteile gesehen:
Zuallererst sind sie sehr preiswert. Kunststoff selbst ist kein sehr guter Wärmeisolator, allerdings liefern Kunststoffrahmen eine sehr gute Wärmedämmung bei entsprechender Konstruktion: Sie haben viele mit Luft oder mit Dämmstoff gefüllte Kammern, tendenziell desto mehr Kammern sie haben, desto besser dämmen sie; auch eine höhere Bautiefe führt zu besserer Dämmung. Kunststoffrahmen sind sehr leicht zu reinigen, allerdings müssen sie häufiger gereinigt werden, weil sich Kunststoff bei Reibung elektrostatisch auflädt. Sie sind auch wartungsarm, leicht zu pflegen: Es sollten nur die Scharniere ca. einmal jährlich mit wenigen Tropfen Öl geschmiert und die Dichtungen regelmäßig kontrolliert werden. Sie sind witterungsbeständig und in vielen Farbvarianten und Dekoren möglich, auch in Echtholz-Optik; Farben (anders als weiß) können allerdings mit der Zeit ausbleichen. Sie wirken für viele Menschen weniger wohnlich als Holz, dies kann aber durch entsprechende Oberflächengestaltung verbessert werden.
Die Schalldämmung von Kunststoffrahmen ist geringer als für Holz, wird aber durch konstruktive Maßnahmen verbessert und kann ähnlich gute Werte erreichen. Recycling von Kunststoff ist möglich und das PVC kann bis zu siebenmal wiederverwendet werden, was aber leider in der Praxis bisher oft nicht gemacht wird.
Kunststoffrahmen haben eine lange Lebensdauer, von 40 Jahren und mehr. Das ist allerdings weniger als die Lebensdauer von Aluminium oder von sehr gut gepflegtem Holz. Sie sind nicht so einbruchsicher wie Holz oder Aluminium, allerdings sind die Hauptfaktoren bei der Sicherheit die Beschläge und Verriegelungen wie Sicherheitsbolzen. Die Reparatur von Schäden, z.B. Kratzern, ist schwierig bzw. kaum möglich. Farbige Kunststofffenster können mit der Zeit ausbleichen. Bei sehr hohen Temperaturschwankungen unterliegen die Rahmen von Kunststofffenstern großen Längenveränderungen. Daher kann es bei sehr hohen Temperaturen im Sommer oder sehr niedrigen Temperaturen im Winter zu Beeinträchtigungen der Bedienbarkeit und auch zu Undichtigkeiten kommen. Dies trifft insbesondere auf Kunststofffenster aus PVC zu, bei solchen aus PU tritt dieser Effekt weniger auf. Im Brandfall sind sie schwer entflammbar und selbstverlöschend; allerdings verformen sich die Rahmen, werden undicht und führen dadurch dem Brand mehr Sauerstoff zu, außerdem können Dioxine freigesetzt werden. Statisch sind Kunststofffenster nicht besonders leistungsfähig.
Holzrahmen bestehen aus einem natürlichen, nachwachsenden Rohstoff und haben eine natürlich wirkende Ausstrahlung. Bei Verwendung von Weichhölzern und Luftkanteln (im Profil eingearbeitete Luftschlitze) oder eines Dämmkerns (üblicherweise aus PU) haben sie eine sehr gute Wärmedämmung. Auch ihr Schallschutz ist gut, und sie sind einfach zu reparieren. Ihr Brandverhalten ist sehr gut: sie sind normal entflammbar und entwickeln einen Holzkohleschicht, die den Kern vor dem Verbrennen schützt.
Insbesondere bei Verwendung von Hartholz sind Holzrahmen widerstandsfähig. Bei guter Pflege sind sie auch langlebig, durchaus mehr als 40 Jahre. Sie sind relativ stabil, stabiler als Kunststoff, aber deutlich weniger als Aluminium. Preislich gesehen sind sie im Mittelfeld: teurer als Kunststoff, billiger als Aluminium. Durch Ausdehnung und Zusammenziehung des Holzes je nach Wetterlage und Jahreszeit können Holzfenster eine größere Luftdiffusion besitzen. Dies kann durch lamellierte Ausführung statt Verwendung von massivem Holz weitestgehend vermieden werden.
Das Gewicht von Holzrahmen ist vergleichsweise hoch. Sie sind recht aufwändig in der Pflege, sie sollten alle 2-3 Jahre lasiert und alle 10 Jahre komplett neu gestrichen werden. Erfolgt dies nicht, ist die Langlebigkeit deutlich reduziert. Auch können sie witterungsempfindlich sein, insbesondere bei Verwendung von Weichholz.
Für Aluminiumrahmen werden folgende Vor- und Nachteile aufgeführt:
Sie sind sehr leicht, widerstandsfähig, witterungsunempfindlich und langlebig. Ihre Stabilität und Einbruchschutz ist sehr hoch. Pflegeleichtigkeit und geringer Wartungsaufwand sind ebenfalls Pluspunkte. Durch alle diese Vorteile sind Aluminiumfenster trotz höherer Anschaffungspreise langfristig sehr kostengünstig.
Aluminium ist ein relativ schlechter Isolator; seine Wärmeleitfähigkeit ist ca. 1000 mal höher als die von Kunststoff. Die Wärmedämmung von Aluminiumrahmen wird aber durch eine zweischalige Konstruktion mit speziellen Wärmedämmstreifen, Kunststoffstegen für eine thermische Trennung des inneren und äußeren Rahmens und innere Kammern kompensiert. Die Herstellungsprozesse für Aluminiumrahmen sind vergleichsweise weniger umweltfreundlich, allerdings wird oft auch recyceltes Aluminium verwendet.
Holz-Aluminiumrahmen haben außen eine Blende aus Aluminium und Profile aus Holz, sind also in der Hauptsache aus Holz. Sie vereinen viele der Vorteile von Holz- und Aluminiumrahmen, insbesondere heimeliges Holz auf der Innenseite mit witterungsbeständigem Metall auf der Außenseite, mit geringen Abstrichen bei Wärmedämmung gegenüber Holz und Stabilität gegenüber Aluminium. Sie besitzen einen guten Schallschutz, sind wetterfest und wartungsarm. Die Verwendung von Aluminium außen erlaubt die Verwendung von Holzarten, die für eine direkte Bewitterung ungeeignet wären.
Allerdings ist dies die teuerste Rahmenart und die Bautiefe ist etwas höher als die von Holzrahmen alleine. Auch können Probleme entstehen durch die unterschiedliche Reaktion der Materialien auf Umgebungseinflüsse, z.B. bezüglich Ausdehnung bei Wärme.
Zweiflügelige Fenster
Zweiflügelige Fenster unterscheiden sich durch die Art, wie die verschiedenen Flügel jeweils geöffnet werden können.
Fenster mit Kämpfer haben für jeden Fensterflügel einen eigenen Griff und im geöffneten Zustand bleibt immer zwischen zwei Flügeln ein senkrechter Steg. Dies bedeutet, dass jeder Fensterflügel wie ein eigenständiges Fenster funktioniert und sich gesondert öffnen lässt, also drehen oder (bei entsprechender Ausstattung) auch kippen lässt. Vor allem bei großen Fensterflächen ist dies die beste Lösung. Außerdem lassen sich so Fenster mit mehr als zwei Flügeln realisieren.
Bei Fenstern mit Stulp sind die Fensterelemente nicht von einem Steg getrennt. In geöffnetem Zustand ist die gesamte Fensterfläche frei, ohne Hindernis. Andererseits kann nur einer der beiden Flügel dreh- und kippbar gemacht werden; der andere kann nur mittels Handhebel gedreht und somit geöffnet, aber nicht gekippt werden. Nur zweiflügelige Fenster können mit Stulp ausgeführt werden.
Faltelemente
Faltelemente -Fenster und -Türen sind, genauso wie Schiebeelemente, horizontal angebundene Öffnungen. Damit spielt die Nivellierung des Hauses eine große Rolle beim Öffnen und Schließen der Fenster. Im Vergleich zu Schiebeelementen sind Faltelemente punktuell angebunden, und können sich somit Schiefstellungen bei einem nicht nivellierten Haus bis zu einem gewissen Grad anpassen.
Dachfenster
Dachfenster sind ein guter Weg, den Raum gleichmäßig aufzuhellen. Sie sind hilfreich beim Entlüften des Hauses, und können als Aufgang zur Dachterrasse dienen. Dennoch erfordern Dachfenster immer eine Durchdringung der Dachebene, was auf die Feuchtigkeit bezogen problematisch sein kann. Dazu sorgen sie für schlechtere Dämmeigenschaften der Dachebene.
Nachhaltigkeit & Recycling
Allgemein
Fenster sind immer Materialverbunde. Sie bestehen aus Glas und Metall, und je nach Rahmenart zusätzlich aus Holz, Kunststoff oder Metall bzw. aus mehreren dieser Materialien.
Beim Recycling müssen die Materialien zunächst getrennt werden. Das abgetrennte Glas darf nicht als Altglas entsorgt werden, da es überwiegend beschichtet ist. Es wird von der Glasindustrie recycelt. Auch die abgetrennten Metallteile können recycelt werden.
Fensterglas wird als Altglas recycelt oder als Bauzusatzstoff bzw. Zuschlagstoff genutzt. Dabei ist der Reinheitsgrad des gesammelten Altglases entscheidend für die Qualität des Recyklats. Klare Floatglasscherben können ohne Aufbereitung dem Schmelzprozess zugeführt werden. Andere Flachglasscherben müssen zuerst einem Aufbereitungsprozess unterzogen werden. Dann können die Schmelzen wieder in Floatglas eingesetzt werden oder in Guss- oder Behälterglas, als Dämmwolle oder Schmirgelpapier etc.
Früher wurde zwischen den Scheiben von 2-fach verglasten Fenstern oft einfach Luft, dann auch das stark klimaschädliche Gas SF6 verwendet. Es ist ca. 20.000 Mal so klimaschädlich wie CO₂. Daher müssen solche alten Fenster unbedingt von einem Fachbetrieb entsorgt werden. Eine einfache Luftschicht isoliert schlecht, und SF6 ist ab Juli 2007 als Fensterfüllgas verboten.
Deshalb verwendet man heute meist das relativ preiswerte Edelgas Argon als Füllgas. Es hat eine um ca. ein Drittel geringere Wärmeleitfähigkeit als Luft (λ = 26 mW/(m·K) für Luft, λ = 18 mW/(m·K) für Argon). Argon ist umweltverträglich, da es aus unserer Luft gewonnen wird, wo es zu ca. 1% vorkommt.
Deutlich besser isolierend sind die Edelgase Krypton (λ = 9,5 mW/(m·K)) oder Xenon (λ = 5,5 mW/(m·K)). Allerdings sind sie sehr viel teurer als Argon (Krypton ca. 100 mal, Xenon ca. 1000 mal), da sie zwar auch in der Luft vorkommen, aber wesentlich weniger und folglich die Gewinnung wesentlich teurer ist. Als Kompromiss wird daher manchmal auch eine Argon-Krypton-Mischung verwendet, wenn man spezielle Anforderungen an die Isolierung erreichen möchte.
Bei Holzfenstern sind Rahmen und Flügel praktisch immer mit Ölen, Lacken oder Lasuren beschichtet. Außerdem haften noch Dichtungsmittel (wie Silikon und Gummi) und Glasreste an. Deshalb kann das Holz im Allgemeinen stofflich nicht verwertet werden, sondern wird nach Schreddern des Holzes zu Spänen und anschließender Absiebung von Glas- und Anstrichpartikeln energetisch verwertet. Das so aufbereitete Altholz ist als Biomasse nach dem EEG anerkannt, was es für die Recyclingindustrie lukrativ macht. Die energetische Verwertung erfolgt in Großfeuerungsanlagen, deren Abgasreinigungstechnik auch bei Holz mit früher als schädlich angesehenen Behandlungen heute als ungefährlich angesehene Emissionen erlaubt (alternativ muss solches z.B. PCB-behandeltes Holz auf eine geeignete Sondermüll-Deponie). In Kleinfeuerungsanlagen darf das aufbereitete Altholz nicht verbrannt werden, da diese meist nicht über die erforderliche Abgasreinigungstechnik verfügen. Die stoffliche CO₂-Bilanz der Holzrahmen und -flügel ist damit ausgeglichen, und ihre Verbrennung spart fossile Brennstoffe ein. Sind Rahmen und Flügel nachweislich nicht mit halogenorganischen Verbindungen oder Holzschutzmitteln in Kontakt gekommen (AltholzV-Kategorie A II), oder falls sie naturbelassen oder nur mechanisch bearbeitet wurden und praktisch nicht verunreinigt sind (AltholzV-Kategorie A I), können sie stofflich verwertet werden, z.B. bei der Fertigung von Spanplatten.
Heute gibt es auch schon Fensterkonstruktionen, die die stoffliche Trennung zwischen Glas und Holz erleichtern.
Aluminiumrahmen werden geschreddert und von Fremdmaterialien getrennt, dann in Schmelzwerken eingeschmolzen und zu Pressbolzen gegossen, die als Rohstoff weiterverkauft werden. Herstellung und Recycling von Aluminium verbrauchen dabei viel Energie, jedoch ist das Recycling sehr viel weniger energieaufwändig.
Bei Kunststofffenstern werden Rahmen und Flügel vorwiegend stofflich recycelt. Das gesamte Fenster, mit Glas, Beschlägen, Dichtungen und etwaigen Resten der Fassade kommen in einen Schredder. Mithilfe von Abscheidern werden Metallbestandteile und das gesamte Glas aus dem Materialstrom ausgesondert. Das PVC-Mahlgut von ca. 20 mm Durchmesser wird nachfolgend in einer Schneidemühle auf wenige Millimeter Korngröße zerkleinert. Anschließend durchläuft das Mahlgut verschiedene Trenn- und Aufbereitungsprozesse, um dessen Qualität weiter zu verbessern. Das gesäuberte PVC-Mahlgut wird dann erhitzt und durch ein Sieb gepresst. Am Ende des Recyclingprozesses steht hochwertiges, sortenreines PVC-Granulat. Dieses wird auf Qualität geprüft und kann wieder der Profilproduktion zugeführt werden. Theoretisch kann sich ein Zyklus aus Fensternutzung und Wiederverwertung bei der Herstellung neuer Fenster- und Bauprofile mindestens sieben Mal ohne Einflüsse auf die Rohstoff- oder Verarbeitungsqualität wiederholen.
So kann ca. 90% CO2 gegenüber ohne Recycling hergestellten Rahmen eingespart werden. Andererseits verbrauchen Kunststofffenster bei der Herstellung fossile Rohstoffe, und Herstellung und Recycling selbst sind energieaufwändig.
Die Metallteile von Fenstern gehen ebenfalls in spezielle Weiterverarbeitungsbetriebe. Sie werden zerkleinert, sortiert, gereinigt und eingeschmolzen. Aus dem so gewonnen Rohstoff entstehen dann neue Fenster- und Türenbestandteile sowie Bauprofile.
Fensterarten
Zweiflügelige Fenster
Zweiflügelige Fenster unterscheiden sich durch die Art, wie die verschiedenen Flügel jeweils geöffnet werden können.
-Fenster mit Kämpfer: haben für jeden Fensterflügel einen eigenen Griff und im geöffneten Zustand bleibt immer zwischen zwei Flügeln ein senkrechter Steg. Dies bedeutet, dass jeder Fensterflügel wie ein eigenständiges Fenster funktioniert und sich gesondert öffnen lässt, also drehen oder (bei entsprechender Ausstattung) auch kippen lässt. Vor allem bei großen Fensterflächen ist dies die beste Lösung. Außerdem lassen sich so Fenster mit mehr als zwei Flügeln realisieren.
-Fenstern mit Stulp: sind die Fensterelemente nicht von einem Steg getrennt. In geöffnetem Zustand ist die gesamte Fensterfläche frei, ohne Hindernis. Andererseits kann nur einer der beiden Flügel dreh- und kippbar gemacht werden; der andere kann nur mittels Handhebel gedreht und somit geöffnet, aber nicht gekippt werden. Nur zweiflügelige Fenster können mit Stulp ausgeführt werden.
Faltelemente
Faltelemente -Fenster und -Türen sind, genauso wie Schiebeelemente, horizontal angebundene Öffnungen. Damit spielt die Nivellierung des Hauses eine große Rolle beim Öffnen und Schließen der Fenster. Im Vergleich zu Schiebeelementen sind Faltelemente punktuell angebunden, und können sich somit Schiefstellungen bei einem nicht nivellierten Haus bis zu einem gewissen Grad anpassen.
Fensterrahmen
Fensterrahmen bestehen aus einem Blendrahmen (fest mit der Fassade verbunden) und dem Flügelrahmen (oder Führungsrahmen bei Schiebefenstern, fest mit den Glasscheiben und beweglich mit dem Blendrahmen verbunden).
Für Fensterrahmen werden meist folgende Materialien verwendet: Holz, Kunststoff, Aluminium, oder eine Kombination von Holz und Aluminium, manchmal auch von Kunststoff und Aluminium. Die Wahl des Materials hängt von subjektiven Einstellungen ab, hat aber auch jeweils objektive Vor- und Nachteile. Die verschiedenen Hersteller liefern allerdings in einzelnen Punkten zum Teil etwas widersprechende Informationen.
Material
Kunststoff
Kunststoffrahmen bestehen aus PVC, manchmal auch aus PU. Zur Verstärkung der Rahmen und Flügel enthalten die meisten Kunststofffenster innenliegende Profile aus Stahl, Aluminium oder GFK.
- -presiwert
- -gute Wärmedämmung bei entsprechender Konstruktion
- -leicht zu reinigen
- -witterungsbeständig
- -verschiedene Oberflächengestaltung möglich (z. B. Echtholzoptik und viele Farbvarianten)
- -Recycling ist möglich
- -hat mit 40 Jahren (und mehr) eine geringere Lebensdauer als Aluminium oder sehr gut gepflegtem Holz
- -nicht so einbruchsicher wie Alu oder Holz
Zur Verstärkung der Rahmen und Flügel enthalten die meisten Kunststofffenster innenliegende Profile aus Stahl, Aluminium oder GFK. Für Kunststoffrahmen werden vor allem folgende Vor- und Nachteile gesehen:
Zuallererst sind sie sehr preiswert. Kunststoff selbst ist kein sehr guter Wärmeisolator, allerdings liefern Kunststoffrahmen eine sehr gute Wärmedämmung bei entsprechender Konstruktion: Sie haben viele mit Luft oder mit Dämmstoff gefüllte Kammern, tendenziell desto mehr Kammern sie haben, desto besser dämmen sie; auch eine höhere Bautiefe führt zu besserer Dämmung. Kunststoffrahmen sind sehr leicht zu reinigen, allerdings müssen sie häufiger gereinigt werden, weil sich Kunststoff bei Reibung elektrostatisch auflädt. Sie sind auch wartungsarm, leicht zu pflegen: Es sollten nur die Scharniere ca. einmal jährlich mit wenigen Tropfen Öl geschmiert und die Dichtungen regelmäßig kontrolliert werden. Sie sind witterungsbeständig und in vielen Farbvarianten und Dekoren möglich, auch in Echtholz-Optik; Farben (anders als weiß) können allerdings mit der Zeit ausbleichen. Sie wirken für viele Menschen weniger wohnlich als Holz, dies kann aber durch entsprechende Oberflächengestaltung verbessert werden.
Die Schalldämmung von Kunststoffrahmen ist geringer als für Holz, wird aber durch konstruktive Maßnahmen verbessert und kann ähnlich gute Werte erreichen. Recycling von Kunststoff ist möglich und das PVC kann bis zu siebenmal wiederverwendet werden, was aber leider in der Praxis bisher oft nicht gemacht wird.
Kunststoffrahmen haben eine lange Lebensdauer, von 40 Jahren und mehr. Das ist allerdings weniger als die Lebensdauer von Aluminium oder von sehr gut gepflegtem Holz. Sie sind nicht so einbruchsicher wie Holz oder Aluminium, allerdings sind die Hauptfaktoren bei der Sicherheit die Beschläge und Verriegelungen wie Sicherheitsbolzen. Die Reparatur von Schäden, z.B. Kratzern, ist schwierig bzw. kaum möglich. Farbige Kunststofffenster können mit der Zeit ausbleichen. Bei sehr hohen Temperaturschwankungen unterliegen die Rahmen von Kunststofffenstern großen Längenveränderungen. Daher kann es bei sehr hohen Temperaturen im Sommer oder sehr niedrigen Temperaturen im Winter zu Beeinträchtigungen der Bedienbarkeit und auch zu Undichtigkeiten kommen. Dies trifft insbesondere auf Kunststofffenster aus PVC zu, bei solchen aus PU tritt dieser Effekt weniger auf. Im Brandfall sind sie schwer entflammbar und selbstverlöschend; allerdings verformen sich die Rahmen, werden undicht und führen dadurch dem Brand mehr Sauerstoff zu, außerdem können Dioxine freigesetzt werden. Statisch sind Kunststofffenster nicht besonders leistungsfähig.