Projekt 16594/01

Fensterkonstruktion aus ökologischen Baustoffen entsprechend den Anforderungen der Niedrigenergie- und Passivhausbauweise sowie der neuen Energiesparverordnung ESV 2000

Projektträger

Solar City Leipzig e. V.
Otto-Schill-Str. 1
04109 Leipzig
Telefon: 0341/2118257

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Fenster und Fenstersysteme beeinflussen wesentlich die Höhe der Energieverluste und -gewinne. Die derzeitigen Fenster stoßen in Zusammenhang mit der neuen Energiesparverordnung und der Weiterent-wicklung der Energiesparhäuser wärmetechnisch und bauphysikalisch an ihre Grenzen. Die verwendeten Baustoffe (besonders Rahmenmaterialien) werden den ökologischen Anforderungen nicht mehr gerecht.
Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Herstellung von Fenstern (neuer Kastenfenstertyp), die in ihrer Gesamtheit dem Passivhausstandard sowie der ökologischen Nachhaltigkeit entsprechen sowie deren modellhafter Einbau.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Entwicklung ökologischer Fensterkonstruktionen und -profile
2. Erarbeitung von Fenstereinbautechnologien in luftdichte Gebäudehüllen
3. Erprobung von Fenstereindichtungen aus nachwachsenden Rohstoffen
4. Erarbeitung einer ökologischen Gesamtbewertung des neuen Kastenfensters
5. Durchführung von Versuchen an eingebauten Fenstern in Modellobjekten in Verbindung mit der Gebäudelüftung
6. Erstellen von kompletten Werkstattzeichnungen (Fenster und Einbausituation)


Ergebnisse und Diskussion

Die konstruktiv entwickelten und gebauten Holzkastenfenster für Passivhäuser wurden zunächst durch die bauaufsichtlich anerkannte Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle HFB ENGINEERING GmbH Leipzig geprüft. Die Prüfergebnisse für den Wärmedurchgang (UF), die Luftschalldämmung (RW) sowie die Luftdurchlässigkeit und Schlagregendichtheit sind in entsprechenden Protokollen dokumentiert. Die Qualität aller gemessenen Werte wird von keinem der zurzeit auf dem Markt befindlichen passivhaustauglichen Fenstern erreicht. Des Weiteren erfolgte eine umfassende ökologische Bewertung des Fensters und dessen Komponenten, die für vergleichbare Fenster bisher nicht vorliegt.
Die Prüfung der UF-Werte wurde nach den bis 31.01.02 gültigen Normen und Richtlinien durchgeführt. Wärmebrückeneinflüsse durch den Randverbund wurden nicht explizit gemessen. Die Einbausituation blieb unberücksichtigt. Die Prüfwerte liegen zwischen 0,53 und 0,62 W/m2K. Relativiert und praxisgenauer werden diese Werte durch Simulationsrechnungen des PHI. In Vorbereitung der PHI-Zertifizierung konnte dem Fenster mit einem Prüfwert von 0,57 W/m2K unter Berücksichtigung des Sicherheitszuschlages nach prEN 10077 ein berechneter Wärmedurchgangskoeffizient UW = 0,68 W/m2K (ohne Einbau zu-geordnet werden. Unter Annahme, dass der Wärmebrücken-Verlustkoeffizient durch die Einbausituation ?Einbau im schlechtesten Fall 0,035 W/mK beträgt, ergibt sich ein Gesamtwärmedurchgangskoeffizient UW = 0,78 W/m2K. Der genaue Wert wurde vom PHI berechnet und zertifiziert. Danach liegt UW < 0,85 W/m2K. Mit einem Gesamtenergiedurchlassgrad g = 47% und Ug = 0,62 W/m2K wird auch die zweite Randbedingung des PH Ug/g = 1,6 W/m2K, die den Netto-Energiegewinn auf der Südseite bewertet, erfüllt. Hier beträgt dieser Energiegewinnkoeffizient 1,32 W/m2K. Das entwickelte Holzkastenfenster kann unter Berücksichtigung aller Kernwerte mit Sehr gut bewertet werden, auch im Vergleich mit dem recherchierten Fenstermarkt.
Die Ergebnisse der thermischen Untersuchung und Berechnung führten zu einem ausgewiesenen UW = 0,743 W/m2K. Damit konnte das Kriterium des Passivhausinstitutes Darmstadt zur Erteilung des Zertifikats Passivhaustaugliche Komponente UW < 0,85 W/m2K beträchtlich unterschritten. Der ermittelte Wärmegewinn auf der Südseite entsprach auch dieser Anforderung. Durch die sehr guten Prüfergebnisse der Kenngrößen wurde die praxisrelevante Passivhaustauglichkeit unterstützt. Es wurde eine umfassende ökologische Bewertung des Fensters und dessen Komponenten vorgenommen, die in einem solchen qualitativen Bewertungsspektrum für vergleichbare Fenster bisher nicht vorliegt. Die Zielstellung der möglichst breiten Verwendung von nachwachsenden und/oder ökologischen Rohstoffen wurde erfüllt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Präsentation der Projektergebnisse erfolgte in Fach-, Branchen- und Verbraucherzeitschriften, im Internet, durch Vorstellungen auf Fachtagungen und -messen, durch Vorträge bei Fachverbänden und Fachkammern sowie im Rahmen von Qualifizierungsmaßnahmen und durch Entwicklung von Produktflyern.


Fazit

Der Vertrieb von Passivhausfenstern muss grundsätzlich im Zusammenhang mit der Entwicklung des Passivhausmarktes gesehen werden. Fenster als Einzelkomponenten müssen im Rahmen der Moderni-sierung und Sanierung der Gebäudesubstanz sowie für notwendige Serviceleistungen anwendungsspezifisch am Markt verfügbar sein.