Bauen

Optimierungsstrategien für Fenster im Passivhaus

Am 5. Dezember 2007 findet die 37. Sitzung des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser in Darmstadt statt. Den genauen
Veranstaltungsort und das Programm finden Interessenten im Internet unter www.passiv.de.

Die Fenster erfüllen im Passivhaus mehrere Aufgaben gleichzeitig: Sie sorgen für Tageslicht und Ausblick, sind an der passiven
Solarenergienutzung beteiligt, weisen möglichst kleine Wärmeverluste auf und ermöglichen im Sommer große Luftwechselraten zur Auskühlung des Gebäudes. Durch die Fenster entstehen aber auch erhebliche sommerliche Solarlasten, die zur (jetzt unerwünschten) Erwärmung des Gebäudes beitragen.

Je nach betrachteter Anforderung erscheinen zunächst unterschiedliche Konfigurationen optimal:

** Tageslichtnutzung:
Um den Raum möglichst gut und gleichmäßig mit Tageslicht zu versorgen, sollten Fenster möglichst hoch angeordnet sein. Transparente Flächen unterhalb der Brüstungshöhe liefern nur geringe Beiträge, dagegen sind Fenster auf verschiedenen Seiten für eine gleichmäßige Ausleuchtung wünschenswert.

** Wärmeverluste der Verglasung:
Dreifachverglasungen mit Argonfüllung und U-Werten um 0,7 W/(m²K) sind im Passivhaus Standard. Mit schwereren Füllgasen (Krypton, Xenon) oder zusätzlichen Folien im Scheibenzwischenraum lassen sich auch geringere Wärmeverluste erreichen.

** Wärmeverluste des Rahmens:
Obwohl Passivhaus-Fensterrahmen bereits sehr geringe U?Werte aufweisen, ist im Bereich des Rahmens noch einiges Potential für weitere thermische Verbesserungen vorhanden.

** Wärmeverluste des Einbaus:
Ideal ist ein Fenstereinbau fast in der Mitte der Dämmebene mit vollständiger Überdämmung des Blendrahmens. Aus optischen und ökonomischen Gründen wird jedoch meist ein Kompromiss gewählt.

** Solare Gewinne im Winter:
Je weiter das Fenster außen in der Wand sitzt, desto geringer ist die Laibungsverschattung. Je höher es im Gebäude angeordnet ist, desto geringer ist in der Regel die Verschattung durch umstehende Objekte. Bei verschattungsfreier Lage sind große Südfensterflächen mit wenigen Teilungen vorteilhaft.

** Solare Lasten im Sommer:
Die geringsten solaren Lasten treten auf, wenn das Fenster möglichst klein ist, möglichst genau nach Norden oder Süden orientiert ist, möglichst tief in der Laibung sitzt und ein gewisser Überstand vorhanden ist.

** Kosten:
Passivhausfenster sind noch immer teurer als konventionelle Fenster, die seit langem erwartete Kostendegression hat aber inzwischen eingesetzt. Zur Kosteneinsparung bietet sich zunächst eine Optimierung der Fensterflächen an. Gewisse Einsparungen würde auch ein Einbau im Wandbildner anstatt in der Dämmebene ermöglichen, der sich jedoch aus thermischen Gründen meist verbietet.

Für den Planer stellt sich damit regelmäßig die Aufgabe, im Spannungsfeld zwischen den verschiedenen Anforderungen ein Optimum zu finden. Die wissenschaftliche Vorbereitung des Arbeitskreises wird hierfür Planungsrichtlinien aufstellen. Dazu werden die verschiedenen Einflüsse unter Verwendung von Wärmebrückenberechnungen, thermischen Gebäudesimulationen und Tageslichtsimulationen quantifiziert und gegeneinander abgewogen.

Aufgabenschwerpunkte im Rahmen des Arbeitskreises:

· Erarbeitung von Planungsrichtlinien für Form, Orientierung und Einbauposition des Fensters
· Untersuchungen zur thermischen Qualität: Möglichkeiten weiterer thermischer Verbesserungen bei Verglasung, Rahmen und Einbau
· Ökonomisches Optimierungspotential bei Fenstern und Fassaden Inhaltliche Schwerpunkte der geplanten Arbeitskreissitzung
· Einfluss der Fensterparameter auf die Gesamtenergiebilanz, die sommerlichen Raumtemperaturen und die Tageslichtversorgung des Gebäudes
· Bewertung der zum Teil widersprüchlichen Anforderungen an die Fensterpositionierung und -ausführung

Der Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser Phase IV wird gefördert durch die DBU – Deutsche Bundesstiftung Umwelt, das Hessische Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung, den Klimaschutz-Fonds proKlima der Stadtwerke Hannover AG, E.ON Energie AG, das Sächsische Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft.

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Über den Autor

Andreas Kühl

Ich bin Energieblogger aus Leidenschaft mit einem großen Faible für Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Mit energynet.de betreibe ich einen der bekanntesten und einflussreichsten Energieblogs im deutschsprachigen Raum. Innovationen für die Energiewende in Technologien und Geschäftsmodellen sind meine aktuellen Schwerpunktthemen.

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