Die Qualität von Fenstern bemisst sich nicht allein im optischen Erscheinungsbild eines Hauses. Sie haben großen Einfuss auf die energetische Qualität des Gebäudes. Dabei kommt es auch auf das Zusammenspiel von Wärmedämmwirkung und Lichteinfall an.
Die Lebensdauer von Fenstern beträgt rund 45 Jahre, unabhängig vom Material der Fensterprofile, also ob Holz, Alu oder Kunststoff. Der Tausch alter Fenster gegen neue erfolgt in den meisten Fällen im Rahmen einer Erneuerung der Gebäudehülle. Grund für neue Fenster ist oft nicht, dass diese kaputt oder unbrauchbar sind, sondern dass sie gegen Fenster mit besserer energetischer Qualität getauscht werden.
Die energetische Qualität eines eingebauten Fensters wird durch eine Reihe von Kennwerten beschrieben. Diese sind:
- der Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung Ug
- der Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens Uf
- der Wärmedurchgangskoeffizient des Glasrandverbundes y oder PSI-Wert. Dieser steht für die Wärmeleitfähigkeit eines Fensters oder einer Tür an den Rändern, dort wo das Glas auf den Rahmen trifft. Hier sind die Wärmeverluste größer als in der Scheibenmitte – es handelt sich, genau genommen, um eine Wärmebrücke.
Aus diesen drei Kennwerten setzt sich der UW, der Gesamt U‑Wert des Fensters, zusammen.
Der Wärmedurchgangskoeffizient oder Wärmedämmwert (U‑Wert) hat die Einheit W/m²K. Er beschreibt jene Energiemenge pro Zeiteinheit, die durch eine Fläche von einem Quadratmeter fließt, wenn sich auf beiden Seiten die Lufttemperatur um ein Kelvin unterscheidet. Je größer der U‑Wert, desto schlechter ist die Wärmedämmeigenschaft des Fensters oder der Tür. Oder umgekehrt: je kleiner der U‑Wert, desto höher der Wärmeschutz.
Die OIB-Richtlinien sehen vor, dass Fenster und verglaste Türen in Wohngebäuden einen U‑Wert von 1,4 nicht überschreiten sollen. Passivhausfenster sollen einen U‑Wert von 0,8 nicht überschreiten.
Lichteintrag als Beitrag zur Raumtemperatur
Durch ein Fenster geht nicht nur Energie verloren, es kann auch Energie für die Raumwärme gewonnen werden. Fensterglas ist bekanntlich lichtdurchlässig. Es setzt den elektromagnetischen Wellen des sichtbaren Sonnenlichts kaum Widerstand entgegen, sodass dieses beinahe ungehindert in den Raum dringt. Dort trifft es auf Wände, Böden und Einrichtung. Diese werden durch die Strahlung erwärmt und senden die Energie als Wärmestrahlung ab (Infrarotstrahlung mit größerer Wellenänge).
Diese langwellige Strahlung dringt nur in geringem Ausmaß durch das Fensterglas wieder ins Freie zurück, und die Ernergie bleibt als als Wärme im Raum. Dieser Effekt wird unter anderem in Glashäusern sehr effektiv genutzt.
Auch in Wohnräumen sorgt dieser Effekt dafür, dass selbst bei niedrigen Temperaturen aber ausreichend Sonnenschein ein Energiegewinn durch Fenster erzielt werden kann.
Gesamtbetrachtung des Systems Fenster
Ein Teil der Sonnenstrahlung wird von den Fensterscheiben reflektiert und gelangt gar nicht in den Innenraum. Ein Maß dafür, wie viel Sonnenenergie durch die Scheiben dringt, ist der Gesamtenergiedurchlassgrad, der so genannte g‑Wert. Er setzt sich zusammen aus der direkt durchgelassenen Sonnenstrahlung und der sekundären Wärmeabgabe, die vom Glas nach innen erfolgt.
Ein g‑Wert von 100 bedeutet, dass Sonnenstrahlung ungehindert durch das Material dringt. Glas ohne Beschichtung hat einen g‑Wert von ca. 0,85 oder 85%, das bedeutet, dass 85 % der eingestrahlten Energie in den Raum hinter der Glasscheibe gelangen kann. Bei einer modernen Dreifachverglasung liegt der g‑Wert bei etwa 0,55. Bei Wärmedämmgläsern ist die äußerste und innerste Glasscheibe mit einer Wärmeschutzbedampfung beschichtet. Dadurch dringt weniger Licht durch die Scheiben; sie haben einen geringeren g‑Wert.
Bei der Auswahl der Fenster sollten sowohl U‑Wert als auch g‑Wert betrachtet werden. Ein niedriger g‑Wert schützt einerseits im Sommer vor Überhitzung, da weniger Sonnenenergie in den Raum gelangt. Andererseits hat ein niedriger g‑Wert im Winter Nachteile: Da weniger Sonne in den Raum gelangt, trägt die Sonneneinstrahlung weniger solare Energie zur Raumtemperierung bei. Wertvolles Tageslicht geht verloren, das für die Wärmeerzeugung genutzt werden könnte.
Hier kommt es auf die richtige Planung an. In eher kühlen Gegenden, in denen der Wärmedämmung vorrangige Bedeutung zukommt, steht ein niedriger U‑Wert im Vordergrund. Wo es vor allem darum geht, das Gebäude kühl zu halten (z.B. auch in Sommerferienhäusern) kann ein niedriger g‑Wert sinnvoll sein.Auch die Himmelsausrichtung spielt eine Rolle: Für südseitige Fenster ist ein höherer g‑Wert sinnvoll, um sommerliche Überhitzung zu vermeiden. An Fenstern an der Nordfassade spielt ein niedriger U‑Wert eine Rolle.
Der g‑Wert wird beeinflusst von Glasart, Glasbeschichtung und Gasfüllung der Scheibenzwischenräume. Einfachverglasungen haben einen hohen g‑Wert, 3‑Scheiben-Wärmeschutzfenster haben einen niedrigen g‑Wert. Ein hoher g‑Wert (sinnvoll für Wärmegewinnung) und ein niedriger U‑Wert (notwendig für gute Dämmeigenschaftem der Gebäudehülle) lassen sich allerdings schwer kombinieren. Hier ist in den meisten Fällen eine Abwägung und ein Kompromiss gefragt. Als Richtwert für eine gute Energie-bilanz gilt, dass der g‑Wert bei 60 % liegen sollte.n
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