Das Bewusstsein, der Menschheit eine gute, nachhaltige Lebensqualität zu erhalten, zeigt, dass wir Veränderungen zum Schutz der Natur und dem Klima ergreifen müssen. Man hat allgemein erkannt, dass vor allem Gebäude ein grosses Energie-Sparpotential haben und damit endliche Rohstoffe mit hohen Preisen gespart, die Umwelt von Schadstoffen entlastet und dem verstärkten Wunsch nach einer unabhängigen Versorgung Rechnung getragen werden kann.
Beim Fenster, als ein wesentlicher Teil der Gebäudehülle, hat man schon vor vielen Jahren erkannt, dass mit neuen Konstruktionen, hochwertigen Produkten, verbesserten Gläsern, möglichst vielen natürlichen, erneuerbaren, umweltschonenden Materialien, bis hin zum späteren Entsorgen, vieles gewonnen werden kann.
Eine neue Fenstergeneration ermöglicht durch neue Anordnung der Rahmen-Flügel-Überlappungen, mehr Glas, mehr Licht, mehr Komfort und bessere Wärmedämmwerte. Die Forschung hat auch gezeigt, dass über die Randzonen, in Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit des Materials etwa gleich viel Wärme verloren geht, wie über die gesamte Glasfläche.
Beim Isolierglas hat man auch erkannt, dass bei der Betrachtung des Energieverbrauchs nicht nur die Wärmedämmung (U-Wert), sondern auch der Gesamtenergiedurchlass (G-Wert), mit den nicht zu unterschätzenden Einstrahlgewinnen zu berücksichtigen ist. Berechnungen des Energieverbrauchs eines bisherigen Fensters mit einem Glas U-Wert von 0.7 W /m2K zeigen schlechtere Werte als Fenster der neuen Generation mit einem Glas U-Wert von 1.1 W/m2K.
Diese Erkenntnisse sind nun in die neuen Regelwerke der Konferenz Kantonaler Energiedirektoren, des SIA und der Minergie eingeflossen und bilden immer mehr gesetzliche Vorschriften, die in allen Kantonen bis 2011 umgesetzt werden.
Die Bauvorschriften haben das Ziel für Heizung und Warmwasser nur noch 6.0 Liter Heizöl-Aequivalent pro m2 Geschossfläche und Jahr zu gestatten.
Dies wird zu einer grossen Herausforderung für viele Fensterhersteller, die noch nicht über Produkte zur Erfüllung der Vorschriften verfügen.
1 Stellenwert des Fensters in der Gebäudeenergiebilanz
2 Fenstererneuerung
2.1 Entscheidungsgrundlagen
2.2 Vorgehen
2.3 Checkliste für Hauseigentümer und Architekten
3 Funktionen des Fensters
3.1 Wärmeschutz
3.2 Schallschutz
3.3 Einbruchsicherheit
4 Technische Informationen
4.1 Fensterstandards
4.2 Verglasungen
4.3 Rahmen
4.4 Fenstereinbau
Stellenwert des Fensters in der Gebäudeenergiebilanz
Aus energetischer Sicht hat das Fenster im Gebäude eine eminente Bedeutung. In vielen bestehenden Häusern äussert sich dies in negativer Form – in Bezug auf den Rest des Hauses sind die Fenster Lecks in der Gebäudehülle. Leck bedeutet: Ein schlecht dämmendes Rahmensystem mit luftgefüllten Zweifachverglasungen oder noch schlimmer: einfach verglaste Fenster. Hier schlummert ein enormes Sparpotential. In einem Einfamilienhaus mit 25 m2 alten, doppelverglasten Fenstern bringt deren Ersatz eine Heizöleinsparung von 480 Liter pro Jahr – das sind über 15 Prozent des Heizölverbrauchs für die Raumwärmeerzeugung. Je nach Ölpreis entspricht dies weit mehr als 500 Franken jährlich. Und auch die Umwelt profitiert: 1,3 Tonnen weniger CO2 würden in Zukunft ausgestossen. Hochgerechnet auf die Schweiz, erkennt man das Ausmass des Sparpotentials.
Vor allem in neuen Gebäuden spricht noch ein weiterer Aspekt für die Energierelevanz des Fensters: die Solargewinne. Die verglasten Bauteile lassen nämlich viel Sonnenlicht ins Haus – eine unerschöpfliche Wärmequelle. Je mehr von dieser Wärme das Gebäude speichern kann, desto seltener läuft die Heizung. In Neubauten funktioniert dies beispielsweise über Betondecken, die sich tagsüber langsam aufwärmen und in der Nacht die Räume warm halten. In hocheffizienten Häusern ist dieser Effekt nicht mehr wegzudenken. Die solaren Gewinne durch die Fenster machen hier mehr als die Hälfte der gesamten Wärmeverluste aus. In solchen Häusern „heizen“ die Fenster gleichviel wie die Heizung.
Das Fenster mit einem guten Preis-Leistungsverhältnis, das energieeffizient auf Nachhaltigkeit optimiert ist, sollte von aussen möglichst wenig Rahmen zeigen um so viel Licht und Wärme zu gewinnen. Das geeignete Isolierglas sollte nicht nur den tiefst möglichen Wärmedämmwert (U-Wert) sondern einen möglichst hohen Gesamtenergiedurchlass (G-Wert) mit möglichst 60% aufweisen. Bei besonnten Fassaden kann ein gutes 2-fach Isolierglas im Energieverbrauch günstiger sein als ein 3-fach Glas, vor allem wenn man dabei noch die Grauenergie berücksichtigt.
Fenstererneuerung
Entscheidungsgrundlagen
Hauseigentümern bieten sich zwei Varianten zur Fenstererneuerung. Entweder werden die bestehenden Fenster vollständig ersetzt oder es wird lediglich ein neuer Rahmen auf den bestehenden Fensterrahmen aufgesetzt. Das sogenannte Renovationsfenster (Aufsatz-Rahmen) hat den Vorteil, dass es verhältnismässig günstig und in sehr kurzer Zeit eingebaut ist. Aus energetischer Sicht ist ein vollständiger Fensterersatz aber sicher zu bevorzugen, da man damit die neuen Vorschriften erfüllen kann sowie Licht und Gratisenergie gewinnt. Der Anschluss des Rahmens an die Aussenwand kann so bezüglich Dichtheit und Wärmedämmung optimiert werden.
Am wichtigsten ist bei der Fenstererneuerung die Frage, ob diese Massnahme mit einer Wärmedämmung der Aussenwand zu kombinieren ist. Drei Gründe sprechen für diese Lösung. Erstens unterbinden neue Fenster den Luftaustausch und damit auch den Feuchteaustausch mit der Umgebung. Dies kann in Wohnungen zu einem Übermass an Feuchte führen. Die Folge ist eine erhöhte Gefahr zur Kondenswasserbildung auf der inneren Oberfläche von ungedämmten Aussenwänden. Mit diesen Voraussetzungen lassen sich Schimmelpilze nicht verhindern. Zweitens lassen sich die Fenster in der Ebene der Dämmung montieren, falls mit dem Fensterersatz auch eine Aussendämmung der Fassade vorgenommen wird. Dadurch liegen die nackten Leibungen der Fensternischen innerhalb des Raumes und sind vorzüglich geschützt. Und drittens spart die Kombination von Baumassnahmen in der Regel Kosten und führt pro investiertem Franken zu noch höheren Energieeinsparungen. Es liegt an derHausbesitzerschaft, diese Vorteile abzuwägen.
Vorgehen: 2 Entscheide genügen
Viele Qualitätsmerkmale von Fenstern sind in Normen festgelegt; der Besteller kann also - vor allem bei einem seriösen Anbieter - mit einem dazu konformen Produkt rechnen, das auch die Anforderungen der neuen Mustervorschriften der Kantone erfüllt. Als offene Fragen bleiben: Welches ist das geeignete Material, welches der geeignete Fensterstandard? Und: Lohnen sich Schallschutzfenster?
- Kombination des Fensterersatzes mit Fassadensanierung abwägen (siehe „Entscheidungsgrundlagen“)
- Fensterstandard (siehe „Fensterstandards“) und Rahmenmaterial (siehe „Rahmen“) festlegen.
- Abklären, ob Schallschutzfenster nötig sind (siehe „Schallschutz“)
- Offerten bei drei Firmen einholen: Die Offertenstellung muss unter Berücksichtigung der minimalen Anforderungen und der individuellen Wünsche der Bauherrschaft erfolgen.
- Auswahl der Lieferanten und Bestellung unter ausdrücklichem Vorbehalt der Qualitätskriterien, wie in der Offerte beschrieben.
Checkliste für Hauseigentümer und Architekten
Wärmeschutz
- Abklären, ob Fassadensanierung möglich ist
- Empfehlung: Minergie-Fenster (U-Wert höchstens 1 W/m2K)
- Wenige grosse Fenster sind besser als viele kleine
- Grosser Glasanteil (die Verglasung dämmt besser als der Rahmen).
- Gute Verglasung: Tiefer U-Wert und hohem G-Wert, Abstandhalter aus Edelstahl oder Kunststoff, hoher Energiedurchlassgrad
- Rahmen ohne äussere kälteleitende Materialien im Anschlagbereich
- Fenster wenn möglich in die Dämmebene einbauen
- Auf Anschlagtechnik achten (keine Verkantung, Einsatz von Thermostoppern)
Schallschutz
- Schallschutz an lärmigen Strassen und in Flughafennähe mindestens 38 dB
- Breite Scheibenzwischenräume (mindestens 16 mm)
- Einsatz dickerer Scheiben (zum Beispiel 10 mm)
- 2. Dichtung vorsehen
Andere Qualitätskriterien
- Schlagregen: Klasse 9a nach Euro-Norm
- Luftdichtigkeit: Klasse 4 nach Euro-Norm
- Optik: schlanke Profile, Mittelpartie unter 110 mm (bis 2-fach-Verglasung)
- Hohe Lichtdurchlässigkeit und hoher Gesamtenergiedurchlass (G-Wert)
- Einbruch- und Unfallsicherheit: robuste Beschläge (allenfalls abschliessbar), Verbundsicherheitsglas (VSG)
Funktionen des Fensters
Wärmeschutz
Der Uw-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) quantifiziert den Wärmeverlust durch ein Fenster. Er hängt von den folgenden Faktoren ab:
- Rahmen: Material, Rahmenstärke und Konstruktion sind so gewählt, dass der U-Wert des Rahmens tief ist. Der U-Wert des Fensters verbessert sich, je kleiner der Rahmenanteil ist (die Verglasung dämmt besser). Immer mehr Fensterhersteller konstruieren deshalb schlanke Rahmenprofile.
- Verglasung: Der Strahlungsaustausch zwischen den Scheiben wird mit durchsichtigen Beschichtungen stark reduziert. Verglasungen mit drei Scheiben und Edelgasfüllung dämmen hervorragend. An besonnten Fassaden können Zweifachverglasungen eingesetzt werden – dort wird die verminderte Dämmwirkung durch den erhöhten Solarwärmegewinn häufig mehr als wettgemacht.
- Glasrand: Die Verluste am Glasrand können mit Abstandhaltern aus Edelstahl oder noch besser Kunststoff wesentlich reduziert werden. Ausserdem sind wenige grosse Fenster besser als viele kleine.
- Montage: Fenster sollten wenn möglich in der Dämmebene montiert sein. Dabei sollte das Mauerlicht durch den Blendrahmen nicht reduziert werden (je mehr Glasfläche, desto besser).
Schallschutz
Ein Standard-Fenster erbringt eine Schallpegeldifferenz von 32 dB (A). Für Wohnungen an lauten Strassen und in Flughäfennähe ist diese Schalldämmung ungenügend. Das notwendige Schallschutz-Niveau ist im Prinzip von der Lärmquelle abhängig; üblicherweise werden an lauten Lagen Fenster mit 38 dB (A) eingebaut.
Sinnvoll sind Schallschutzfenster nur an lärmbelasteten Gebäuden.
Achtung, ein sehr hoher Schalldämmwert kann vor allem in alten, im Gebäudeinneren noch nicht gut isolierten Räumen sehr kontraproduktiv werden, indem hausinterne Geräusche bei einer äusseren Ruhephase dominant werden.
Diese Produkte sind im Vergleich zu üblichen Wärmeschutzfenstern rund 10 Prozent teurer. Zudem sind sie schwerer und dicker in der Konstruktion. Der Grund: Um die Übertragung von Schallwellen zu mindern, sollte der Scheibenzwischenraum mindestens 16 mm breit sein. In der Regel ist ein Glas dicker als die üblichen 4 mm, beispielsweise 10 mm. Dieser Aufbau empfiehlt sich für ein Schallschutzfenster an einer Hauptstrasse mit einem Bauschalldämmwert von 37 dB: 10 mm Glas, 16 mm Zwischenraum und 4 mm Glas. Häufig ist aber gar nicht das Fenster die Schwachstelle einer Bauhülle. Typische Schallbrücken sind, neben Fenstern und Türen, der Rollladenkasten sowie fehlerhafte Dachkonstruktionen. Technisch machbar, aber deutlich teurer, sind Fenster mit einer Schallpegelminderung von 50 dB. Zum Thema Kosten: Für besonders lärmbelastete Standorte zahlt der Lärmfonds Beiträge an die Sanierung.
Einbruchsicherheit
Ein geübter Dieb braucht weniger als eine halbe Minute, um ein normales geschlossenes Fenster aufzubrechen. Und zwar selbst dann, wenn es mit einem abschliessbaren Fenstergriff versehen ist. Da die meisten Fenster nicht über Sicherheitsverschlüsse verfügen, schlagen die Einbrecher nicht die Scheibe ein, sondern hebeln einfach die Fensterflügel auf. Das heisst, ein Fenster muss an allen vier Ecken so gut halten, dass es nicht aufgebrochen werden kann. Bei einem Neubau oder einer Sanierung lohnt es sich, einbruchhemmende Verschlüsse, abschliessbare Fenstergriffe und allenfalls Verbundsicherheitsglas zu wählen. Hierbei ist auf geprüfte und zertifizierte Produkte nach der Norm SN ENV 1627-1630 zu achten. Diese unterscheidet 6 Widerstandsklassen. Für Fenster sind die Widerstandsklassen WK 1 und WK 2 relevant. Der Schweizerische Fachverband Fenster- und Fassadenbranche FFF empfiehlt die Widerstandsklasse WK 1.
|
WK
|
Eigenschaften
|
|
WK 1
|
- Schutz der gefährdeten Stellen durch spezielle einbruchhemmende Beschläge mit Pilzschliesszapfen, die in verschraubten Stahlschliessblechen verankert sind
- Abschliessbarer Griff und aufbohrsichere Getriebe
- Hinweis: Ein abschliessbarer Griff ohne Sicherheitsverschluss ist meist nutzlos.
|
|
WK 1 Plus
|
- Ausführung der Flügel, Rahmen und Beschläge gemäss WK 1, aber mit zusätzlich verbesserter VSG-Verglasung (Verbundsicherheitsglas; nach EN 356 P2).
|
|
WK 2
|
- Durchbruchhemmende VSG-Verglasung (mit reissfester Folie; nach EN 356 P4)
- Der Beschlag ist umlaufend gekoppelt.
- Das Glas ist im Falz gegen gewaltsames Ausglasen eingeklebt.
- Hinweis: VSG ist ohne einbruchhemmende Beschläge meist nutzlos.
|
Technische Informationen
Fensterstandards
Der Standard hat einen starken Einfluss auf den Fensterpreis. Ein Minergie-P-Fenster kostet die Hälfte mehr als ein Fenster „nach Vorschrift“ (siehe Tabelle). Bei einem grossen Einfamilienhaus kann diese Differenz 15'000 Franken ausmachen. Insofern bietet das Minergie-Fenster einen guten Kompromiss - sowohl preislich als auch bei der Qualität.
- Fenster nach Vorschrift: Die neuen Mustervorschriften der Kantone treten in 16 Kantonen am 1. Januar 2009 in Kraft. Die Verordnung schreibt für Fenster einen Mindest-U-Wert von 1,3 W/m2K vor. Dieser Wert entspricht der Anforderung an Einzelbauteile gemäss SIA-Norm 380/1.
Zusätzlich ist neu der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient beim Fensteranschlag mit 0.10 W (mK) gemäss dem Wärmebrückenkatalog zu erfüllen. Stark wärmeleitende Materialien im Fensteranschlag sind nicht mehr möglich.
- Minergie-Fenster: Ein Produkt, das die Anforderungen an das Minergie-Modul Fenster erfüllt. Ausser dem Aspekt des Wärmeschutzes (Uw = 1,0 W/m2K) sind zahlreiche Qualitätskriterien Bedingung für die Auszeichnung. Infos: www.minergie.ch.
- Minergie-P-Fenster: Ein für Passiv- und Minergie-P-Häuser geeignetes Fenster (Uw = 0,8 W/m2K) mit sehr guter Dreifachverglasung und vergleichsweise schlanken Rahmenprofilen.
|
Fenster-
Standard
|
U-Werte
|
Anwendung
|
Preis-
stufen*
|
|
Minergie-P-Fenster
|
0,8 W/m2 K
|
Für Bauten nach Minergie-P und 2000-Watt-Gesellschaft;
für hohe Ansprüche geeignet
|
150 %
1350 Fr. pro m2
|
|
Minergie-Fenster
|
1,0 W/m2 K
|
Generell für Sanierungen mit einer 30-Jahr-Perspektive (2040)
|
128 %
1150 Fr. pro m2
|
|
Fenster nach Vorschrift
|
1,3 W/m2 K
|
Bei Bauten «nach Vorschrift» (Minimum); bei geringen Ansprüchen
|
100 %
900 Fr. pro m2
|
*Die Preisangaben basieren auf einer Auswertung des Gebäudeprogramms der Stiftung Klimarappen.
Verglasungen
In den letzten 30 Jahren hat sich die Dämmqualität von marktgängigen Fenstern stark verbessert. Ein wesentlicher Beitrag dazu lieferte die Entwicklung von neuen Isolierverglasungen. Die wichtigsten Eigenschaften:
- Anzahl Scheiben: Fensterverglasungen bestehen aus zwei oder drei Floatglasscheiben (Dicke in der Regel 4 mm), die in einem definierten Abstand – in der Regel 8 mm bis 16 mm – fest miteinander verbunden sind.
- Beschichtung der Gläser: Der U-Wert einer Verglasung hängt unter anderem davon ab, wie stark der Strahlungsaustausch zwischen den einzelnen Scheiben ist. Deshalb wird auf einer (Standard) oder zwei der inneren Scheibenoberflächen eine transparente Beschichtung aufgetragen. Diese mindert die Wärmeabstrahlung deutlich stärker als übliche Glasoberflächen.
- Edelgasfüllung: Verglasungen werden heute überwiegend mit Argon gefüllt (90 % Argon, 10 % Luft). Krypton und Xenon sind exorbitant teuer, auch weil diese Edelgase in vielen anderen Anwendungen zum Einsatz kommen.
- Randverbund: Die Glasscheiben sind am äusseren Rand mit Abstandhaltern getrennt und mit einem Dichtstoff abgedichtet. Die Materialisierung der Abstandhalter hat einen erheblichen Einfluss auf die Wärmedämmwerte der Verglasung (Wärmebrücke!). Die noch häufig eingesetzten Aluminium-Abstandhalter entsprechen nicht mehr dem Stand der Technik, besser sind Konstruktionen aus Edelstahl, noch besser solche aus Kunststoff.
- Energiedurchlassgrad: Das Fenster muss den Raum vor Wärmeverlust schützen, ohne den Eintrag von Solarstrahlung zu behindern. Dadurch lässt sich, übers Jahr gerechnet, 20 bis 40 Prozent der Energieverluste decken. Fachleute bewerten diese Eigenschaft des Fensters mit dem Energiedurchlassgrad. Gute Dreifachverglasungen weisen einen Durchlassgrad von mindestens 50 % (0,5) auf.
Rahmen
Die Fensterbauer unterscheiden vier Rahmenbauweisen:
- Holz-Metall klassisch: Holz-Metall-Fenster sind teurer als andere Fensterarten und kommen häufig in Einfamilienhäusern und Eigentumswohnungen zum Einsatz. In der klassischen Bauweise wird der vorgefertigte, äussere Aluminiumrahmen auf das innere, tragende Holzfenster montiert. Der Metallrahmen schützt das Fenster vor Witterungseinflüssen – ein Vorteil von Holz-Metall-Fenstern. Fenster werden heute aus gestalterischen Gründen und wegen der äusseren Wärmedämmung weiter aussen montiert als früher. Der visuelle Eindruck von «Fensterhöhlen» lässt sich so verhindern, dafür sind die Fenster der Witterung ausgesetzt. Die schützende Aluminiumschicht garantiert eine hohe Lebensdauer und relativ tiefe Unterhaltskosten.
- Holz-Metall light: Bei der Light-Version der Holz-Metall-Fenster werden die äusseren Metallteile einzeln auf dem Blend- und dem Flügelrahmen befestigt. Diese Bauweise bringt vor allem Kostenvorteile: «Light» ist zwischen 10 % und 20 % günstiger als die klassische Version der Holz-Metall-Fenster.
- Kunststoff: Kunststofffenster sind um 20 % bis 30 % günstiger als klassische Holz-Metall-Fenster. Sie sind aus Polyvinylchlorid (Hart-PVC) gefertigt und im Flügel- und im Blendrahmen mit einem Stahlkern – in der Regel ein Vierkantrohr – ausgerüstet. Dieser Kern garantiert Stabilität, fördert aber auch unerwünschten Wärmedurchgang, sofern das Stahlprofil konstruktiv nicht ausreichend getrennt ist.
- Holz: Reine Holzfenster sind teurer als Kunststofffenster, aber günstiger als Holz-Metall-Fenster. Sie sind relativ wartungsintensiv, jedenfalls an stark exponierten Stellen, zum Beispiel an Westfassaden ohne Vordach oder – aufgrund der Solarstrahlung – auf der Südseite. Viel besser schneiden Holzfenster im ökologischen Vergleich ab.
Fenstereinbau
Selbst das beste Fenster nützt nur wenig, wenn es falsch eingebaut wird. Ist der Anschlag nicht auf das geplante Fenstersystem abgestimmt, wird die Wärmedämmqualität des guten Fensters durch die Verluste an den Bauanschlüssen verschlechtert. Grundsätzlich sollten Fenster nicht aussen flächenbündig, sondern auf der Innenseite der Wärmedämmschicht eingebaut werden. Dabei darf das Mauerlicht nicht durch Rahmenteile reduziert werden – die Glasfläche sollte so gross wie möglich sein. Es lohnt sich auf jeden Fall, beim Fensterbauer nachzufragen: Als kompetenter Hersteller weiss dieser genau, wie das Fenstersystem eingebaut werden muss, das er im Angebot hat.
Bei Neubauten kommen noch zwei weitere Aspekte dazu, wenn man die Fenster energetisch optimieren will: Die Lage und das Fensterformat. Südfenster sind generell besser als Nordfenster, weil man mit wesentlich mehr Solargewinnen rechnen kann. Und: Wenige grosse Fenster sind besser als viele kleine, da, bezogen auf die gesamte Fensterfläche, weniger Randverluste anfallen – sowohl am Glasrand wie auch am Fensteranschlag.
