Zukunftsorientiertes Bauen mit Fenstern und Glas ist heute ein effizienter Mix aus Dreifachverglasung, sommerlichem Wärmeschutz und Lüftung. Bauelemente müssen aber auch andere Funktionen erfüllen, die manchmal Zielkonflikte verursachen, beispielsweise zwischen Wärmeschutz und Sicherheit oder Barrierefreiheit.
Einbruchhemmende Elemente brauchen verstärkte Fensterflügel, die oft einen schlechteren Wärmedämmwert haben (Uf-Wert) und barrierefreie Schwellen bei Haus- und Terrassentüren können unerwünschte Wärmebrücken verursachen. Doch es kommen auch neue Technologien auf den Markt, mit denen sich die Energieeffizienz verbessern lässt, beispielsweise druckentspanntes Isolierglas.
Sicherheit beginnt bei der Gebäudeplanung
Eine hundertprozentige Sicherheit gibt es zwar nicht, aber in 43 Prozent der Fälle werden Einbrüche durch einbruchhemmende Bauteile verhindert. Die Einbruchhemmung beginnt bereits bei der Gebäudeplanung und nicht einsehbare Bereiche (Kellereingänge, Terrassen, Türen in Nischen etc.) sollten vermieden werden. Grundsätzlich funktionieren Konstruktion und Montage einbruchhemmender Bauteile als „Sicherheitskette“. Das heißt, von der Befestigung in der Wand, geeignete Fensterprofile, Schlösser und Beschläge inkl. Befestigung bis zur eingesetzten Verglasung muss jedes Detail auf die Forderungen der Einbruchhemmung abgestimmt werden. Die Bewertung der Einbruchhemmung erfolgt in die Widerstandsklassen (Resistance Class) RC 1 bis RC 6, die sich am Täterverhalten orientiert.
Im Bereich der Fensterflügel und der Verglasung gibt es einen „Spagat“ zwischen Einbruch und Wärmeschutz. Aluminiumfenster haben hier Vorteile, weil bereits die Standardprofile stabil genug sind. Bei Kunststoffprofilen werden die Fensterflügel oft durch zusätzliche Stahlprofile verstärkt, um das Aufhebeln zu erschweren. Bei Holzfenstern geschieht dies durch den Einsatz von Harthölzern wie Eiche oder mit Stahlprofilen. Diese Zusatzmaßnahmen verschlechtern aber den Wärmedämmwert des Fensters (Uw-Wert).
Dennoch gibt es PVC- und Holzfenster, die Energieeffizienz und Einbruchhemmung bis zur Widerstandsklasse RC 2 ermöglichen, wenn diese ohne zusätzliche Metallverstärkungen auskommen (Uf-Wert unter 1,0 W/(mK) und eine wärmedämmende Dreifachverglasungen (Ug etwa 0,6 W/(m²K)) eingesetzt wird, die gleichzeitig einbruchhemmend ist (Klasse P4A).
Es lassen sich Uw-Werte von bis zu 0,8 W/(m²K) erreichen, die auch für Energie-Plus-Häuser geeignet sind und die Anforderungen für die Einzelförderung der KfW-Bank erfüllen. Zeitgemäße Fenster nutzen hierfür moderne Klebetechnik, bei der die Glasscheiben mit dem Glasfalzgrund oder nur mit dem Fensterflügel verklebt werden. Hiermit werden die Steifigkeit des Fensters und die Sicherung der Glasanbindung verbessert. Gleichzeitig werden die Fensterprofile schlanker und erhöhen damit bei gleicher Fläche den Glasanteil mit besserer Lichtnutzung.
Barrierefreiheit – auch für Kinder
Barrierefreies Bauen hilft nicht nur Menschen mit Handikap, sondern auch Kindern oder temporär „behinderten“ Menschen, wenn z.B. nur eine Hand gebraucht werden kann. Fenster und Türen haben aufgrund ihrer Funktionalität dabei eine wichtige Rolle. Relevant sind hier geringe Bedienkräfte für das Öffnen und Schließen und barrierefreie Schwellen, die man mit einem Rollator oder im Rollstuhl leicht und gefahrlos nutzen kann. Für Menschen mit Sehbehinderungen ist die Gestaltung der Bauelemente (inkl. Rahmen, Schloss und Griffen) mit deutlichem Hell-dunkel-Kontrast notwendig. Insgesamt gilt das Zwei-Sinne-Prinzip, bei der Informationen zur Nutzung visuell, haptisch oder akustisch vermittelt werden.
Schwellen müssen trittfest unterfüttert werden. Wenn hier keine druckfesten Dämmstoffe (PUR, Hartschaum etc.) oder eine thermische Trennung geplant sind, sondern Metallprofile, Beton oder Mauersteine verwendet werden, kommt es zu massiven Wärmebrücken und Tauwasserproblemen. Bei der Konstruktion und Planung barrierefreier Schwellen muss deshalb der Mindestwärmeschutz nach EnEV und DIN 4108-2 beachtet werden, der an der wärmetechnisch ungünstigsten Stelle nachgewiesen werden muss.
Zu beachten ist aber auch die Schlagregendichtheit. Hierzu zählen konstruktive Maßnahmen wie ausreichend dimensionierte Wetterschenkel mit Wasserabreißnut, Windstopper, ausreichende räumliche Trennung zwischen Wind- und Regensperre sowie der Einsatz von Schlauchdichtungen. Bauliche Maßnahmen wie die Vermeidung von direktem Spritzwasser (Vordach, Nische etc.), rückstaufreie und kontrollierte Wasserabführung nach außen im Schwellenbereich (Schmutzgitter und Vorkehrungen gegen Schnee- oder Eisbildung) helfen bei der Entschärfung dieses Interessenskonflikts. Sie müssen vom Architekten geplant und ausgeschrieben werden.
Fenster: Neuentwicklung bringt weitere Vorteile
Die Integration von Verschattung oder Lichtlenkung in den Scheibenzwischenraum (SZR) des Isolierglases ermöglicht einen wirksamen Sonnen- und Witterungsschutz. Ein konventionelles Isolierglas ist hermetisch abgeschlossen. Damit ist die Scheibendicke begrenzt, um das Risiko für Glasbruch und Undichtigkeit wegen der stärkeren Glasverformungen durch steigende Klimalasten nicht zu erhöhen.
Das ift Rosenheim hat deshalb alternative Konstruktionsprinzipien für Isoliergläser und Glasfassaden in einem Forschungsprojekt untersucht. Hierzu wurde der SZR der Mustergläser zum Außenklima geöffnet, um die Klimalasten zu neutralisieren und dabei das Eindringen von Luftfeuchte und Schmutz zu vermeiden.
Eine solche Konstruktion wird als druckentspanntes Isolierglas (DEMIG) bezeichnet und bietet eine ganze Reihe an Vorteilen:
- Leichtere Integration von Bauteilen jeglicher Art in den Scheibenzwischenraum
- Isolierglas mit mehr als drei Scheiben und damit besserem U-Wert
- Größere Bautiefe mit verringerten Wärmebrücken
- Verbesserung der Luftschalldämmung
- Verringerung des Glasbruchrisikos und Verlängerung der Lebensdauer
Die Wirkweise der ausgewählten Druckausgleichsverfahren (Kapillarfugen und Ventile) wurde sowohl in Labor- als auch in Freilandversuchen nachgewiesen. Je nach Format, Aufbau, Klimabelastung und angestrebtem Grad der Druckentspannung sind damit Nutzungsdauern von über zwanzig Jahren, für Ventile sogar von vierzig Jahren möglich. Auf der Weltleitmesse Fensterbau Frontale wurden 2018 in Nürnberg erste Produkte präsentiert, die für Fenster und Fassaden einsetzbar sind.
Text: Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Benitz-Wildenburg, ift Rosenheim