In einer Zeit ständig steigender Heizkosten und eines zunehmenden Umweltbewusstseins beginnen viele von uns über die Definition von Gebäudethermalsanierung nachzudenken und was getan werden kann, um den Wärmeverlust in unserem Zuhause zu reduzieren und damit die Heizkosten zu senken. Egal, ob wir in einem Mehrfamilienhaus leben oder ein Eigenheim besitzen, möchten wir im Winter eine warme und im Sommer angenehm kühle Umgebung genießen. Dabei können uns Holzfenster mit einem entsprechend niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten helfen.
Was bedeutet der Wärmedurchgangskoeffizient von Holzfenstern?
Der Wärmedurchgangskoeffizient, kurz als U-Wert bezeichnet, gibt die Menge an Energie/Wärme an, die durch jeden Quadratmeter Fensterfläche bei einer Temperaturdifferenz von 1°C zwischen Innen- und Außentemperatur dringt. Je niedriger der U-Wert ist, desto weniger Wärme dringt durch die Fenster, was bedeutet, dass die Fenster energieeffizienter sind. Der Wärmedurchgangskoeffizient von Fenstern wird in W/m²K ausgedrückt. Energieeffiziente Fenster werden als solche bezeichnet, deren Uw-Wert unter 1 W/m²K liegt. Heutzutage werden jedoch zunehmend passive Holzfenster beliebter, bei denen der Uw-Wert unter 0,8 W/m²K liegen sollte.
Wie berechnet man den U-Wert?
Die Wärmeleitfähigkeit eines Holzfensters kann anhand entsprechender Messungen bestimmt oder mithilfe der mathematischen Formel gemäß der Norm DIN EN ISO 10077-1[2020-10] berechnet werden:
wo:
Ug – Wärmedurchgangskoeffizient des Glases;
Ag – Fläche des Glases;
Uf – Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens;
Af – Fläche des Rahmens;
Ψg – Linearer Wärmeübergangskoeffizient der Verglasungsverbindung, des Abstandhalters und des Fensterrahmens,
Ig – Länge des linearen Wärmebrücke an der Glas-Rahmen-Schnittstelle;
A – Gesamtfläche des Fensters A = Ag + Af.
Eine Erläuterung und Bestimmung der Komponenten der obigen Formel zeigt auf einfache Weise, was den Uw-Wert eines Holzfensters wesentlich beeinflusst.
- Verglasung – da das Glaspaket das Hauptelement von Holzfenstern ist, haben seine thermischen Parameter den größten Einfluss auf den U-Wert des gesamten Fensters. Der Ug-Wert hängt hauptsächlich von der Anzahl der Kammern ab, ob das Fenster mit 2-, 3- oder 4-Kammer-Glas versehen ist. Der Ug-Wert wird auch von der Breite und Qualität des Abstandhalters beeinflusst, der aus rostfreiem Stahl oder Kunststoff bestehen kann. Die Zwischenräume zwischen den Glasscheiben sind mit Edelgasen wie Argon, Krypton oder Xenon gefüllt. Natürlich hat auch die Art des Gases einen Einfluss auf den Ug-Wert.
- Fensterprofile – bei Fensterprofilen hat das Material, aus dem sie hergestellt sind, und die Profilstärke den größten Einfluss auf ihre Wärmeleitfähigkeit. Je dicker das Profil, desto bessere Wärmedämmeigenschaften hat es. Die Profilstärke spielt auch bei der Auswahl des Glaspakets eine Rolle. Je dicker das Profil, desto dickeres Glas können wir einsetzen.
- Fenstergröße – je größer das Verhältnis von Glas zu Profil, desto besser ist der Wärmedurchgangskoeffizient des Fensters. Die Anzahl der „thermischen Brücken“ des Fensters hat ebenfalls einen großen Einfluss auf den U-Wert. Thermische Brücken entstehen hauptsächlich an den Flügelverbindungen, daher hat ein Fenster mit mehr Flügeln einen schlechteren U-Wert.
- Sprossen – Leider haben dekorative Elemente wie Wiener Sprossen und Innenliegendesprossen einen nachteiligen Einfluss auf den U-Wert.
- Warme und fachmännische Montage – Obwohl es nicht in die Formel für den U-Wert aufgenommen wird, hat eine fachgerechte Montage einen sehr großen Einfluss auf die Reduzierung des Wärmeverlusts im Haus. Es ist sehr wichtig, neben der Auswahl der besten Fenster auch die Wahl einer professionellen Montagegruppe zu beachten.
Wie wählt man die „wärmsten” Holzfenster aus?
Da der Wert des Wärmedurchgangskoeffizienten für Fenster durch eine einfache mathematische Formel ausgedrückt wird, können wir ihn leicht nutzen, um verschiedene Arten von Fenstern zu vergleichen. Jeder Fensterhersteller ist verpflichtet, seine Fenster zu testen und den Kunden über den Wert des Wärmedurchgangskoeffizienten für Fenster mit einem bestimmten Profil zu informieren. Da der U-Wert auch von der Größe und Konstruktion des Fensters sowie der Anzahl der Flügel abhängt, wurde zur Vereinfachung des Vergleichs verschiedener Fenstertypen festgelegt, dass die Hersteller den U-Wert für ein bestimmtes Profil angeben, nicht jedoch für ein bestimmtes Fenster.
Da der Wärmedurchgangskoeffizient der Glasscheibe in der Regel besser ist als der Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens, wurde zur Vereinfachung des Vergleichs verschiedener Fenstertypen festgelegt, dass die Hersteller den U-Wert für ein bestimmtes Profil angeben, nicht jedoch für ein bestimmtes Fenster. Dieses Fenster wird als Referenzfenster bezeichnet. Das Referenzfenster hat Abmessungen von 1230 mm x 1480 mm, einflügelig, ohne zusätzliche Wiener Sprossen, Innensprossen oder konstruktive Elemente. Genauere Informationen zum Referenzfenster finden Sie im Text der Norm DIN EN ISO 14351-[2016-12]. Eine so systematisierte U-Wert-Bewertung erleichtert den Vergleich und die Auswahl der besten Holzfenster. Indem wir die Parameter von Glas und Rahmen kennen, können wir U-Wert-Berechnungen für Fenster mit einem Rechner auf der Website https://energie-m.de/tools/uw-fenster.html
Vorteile von Holzfenstern gegenüber anderen
Vergleicht man Holz-, PVC- und Aluminiumfenster mit ähnlichen thermischen Parametern, so gelangt man zu dem Schluss, dass Holzfenster im Energiebilanzvergleich besser abschneiden als PVC- und Aluminiumfenster. Die besseren energetischen Eigenschaften von Holzfenstern beruhen auf dem natürlichen Produkt Holz. Im Gegensatz zu PVC- und Aluminiumprofilen, die aus dünnen Wänden mit Luftisolierung bestehen, ist das Holzprofil vollständig. Das erwärmte Fensterprofil gibt an sonnigen Wintertagen seine Wärme an den Raum ab. Der Prozess der Abgabe gespeicherter Wärme im Holzfensterprofil dauert auch nach Einbruch der Dunkelheit an. Vergleicht man den Wärmeverlust durch Holz-, PVC- oder Aluminiumfenster mit ähnlichen thermischen Parametern, so würden die Ergebnisse ähnlich ausfallen. Nur das Holzfenster kann jedoch zusätzlich gespeicherte Wärme an den Raum abgeben, wodurch sein energetischer Bilanz besser ist als der Fenster aus anderen Materialien.
Die Speicherung und Weitergabe von Wärme im Holz wurde in amerikanischen und kanadischen Blockhäusern untersucht und bestätigt. Dieses Phänomen wird nur in viel größerem Maßstab als bei Holzfenstern verwendet. Dieses Phänomen tritt nicht bei PVC- oder Aluminiumfenstern auf, da die Luft in den Profilkammern den Wärmetransport von außen nach innen wirksam blockiert. Die Wärmeakkumulation im Holzprofil wird durch die hohe Wärmekapazität erheblich unterstützt. Die spezifische Wärme von Holz ist über 2,5-mal höher als die von Aluminium oder PVC. Darüber hinaus gibt es im Profil von Holzfenstern viel mehr Holz als in Aluminium- oder Kunststoffprofilen von Aluminium- und PVC-Fenstern. Das Phänomen der Wärmespeicherung und -weitergabe tritt auch bei Holz-Alu-Fenstern auf. Die Aluminiumauflage ist so dünn, dass Sonnenwärme leicht in das Holzprofil eindringt und dort gespeichert und transportiert wird.
Wärmedurchgangskoeffizient für Holz-Alu-Fenster
Die Verwendung von Aluminiumaufsätzen auf Holzfenstern kann den U-Wert erheblich verbessern.
- Die Aluminiumverkleidung verbessert den Wärmedurchgangskoeffizienten des Rahmens
- Durch die Verkleidung gewinnen wir zusätzlichen Platz für ein dickeres Glaspaket, was zu einer Verbesserung des Ug-Parameters und damit des gesamten U-Werts führt.
- Zwischen der Aluminiumverkleidung und dem Holzfensterprofil können wir zusätzliche spezielle Wärmedämmfüllungen anbringen, um die Wärmeleitfähigkeit des Rahmens weiter zu verbessern. Holz-Aluminium-Fenster mit zusätzlicher Wärmedämmfüllung können einen Uw-Wert von sogar < 0,65 W/m²K erreichen.
Bei der Auswahl von Fenstern für unser Zuhause sollten wir neben dem Aussehen und der Farbe auch den besten Kompromiss zwischen dem Fensterpreis und seinen Parametern, einschließlich des U-Werts, beachten. Fenster sind eine langfristige Investition, und ein warmes Zuhause bedeutet deutlich niedrigere Heizkosten und mehr Komfort für seine Bewohner.
