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Fenster sind die Augen eines Gebäudes, sie dienen aber auch als Wärmequelle, als Lüftungsöffnung, als Notausstieg und sie schützen vor den Witterungseinflüssen und Lärm. In diesem Beitrag werden vor allem die energetischen Aspekte von Fenstern behandelt.Energetische Aspekte von Fenstern
Fenster sind in der energetischen Betrachtung eines Gebäudes ein nicht wegzudenkender Bestandteil. Dabei hat sich in den letzten 20 Jahren die energetische Qualität von Fenstern um mehr als den Faktor 2 verbessert.
- Rot: Fensterkosten pro Quadratmeter.
- Blau/Grün: Die Kosten der Energie die durch das Fenster mit dem jeweiligen U-Wert verursacht werden.
Über 40 Jahre für Energiekosten von jeweils 10 und 20 Rp./kWh
Bei Energiekosten 20 Rp./kWh und einer Nutzungsdauer von 40 Jahren sind Fenster mit einem U-Wert von 1 W/m²K rentabel.
Das Fensterglas
Heutzutage geht über das Fensterglas weniger Wärme verloren als durch eine ungedämmte Mauer. Früher dämmte der Fensterrahmen doppelt so gut wie das Fensterglas, heute ist es umgekehrt, wobei auch der Rahmen besser geworden ist. Dies wird durch eine Mehrfachverglasung erreicht. Wo man früher 1 Glas hatte, werden heute 3 Scheiben verwendet. Zusätzlich werden die Scheiben mit einer Wärmedämmschicht ausgestattet.
| Verglasung | U-Wert [W/m2K] | Verlust pro Jahr [kWh] | Heizölverbrauch in Liter pro Jahr | Kommentar |
|---|---|---|---|---|
| 1 fach | 5.8 | 490 | 58 | Üblich bis 1970 |
| 2 fach | 2.5 | 210 | 25 | Üblich bis 2000 |
| 3 fach | 1.0 | 85 | 10 | Üblich ab 2010 |
Sehr gute Fenster haben heute einen U-Wert von 0.7 W/m²K, was einem jährlichen Heizwärmeverlust von etwa 60 kWh pro m² Fenster und Jahr entspricht.
Der Trick der Mehrfachverglasung ist ein Gas zwischen den Scheiben, das die Wärme schlecht leitet. Dazu verwendet man entweder Luft, Argon, Krypton. Die theoretisch beste Lösung wäre ein Vakuum zwischen den Scheiben, welches nur Strahlungsenergie durchlässt. Dies ist wegen dem Luftdruck von 1 bar (10 Tonnen Kraft auf einen Quadratmeter) nicht zu realisieren. Bei einer 3-fach-Verglasung wird die Wärmeübertagung durch das bewegte Gas (Konvektionsströmung) zusätzlich reduziert.
Der Fensterrahmen
So gut die heutigen Fenstergläser auch sind, so muss doch immer der Fensterahmen mit in Betracht gezogen werden. Der Rahmen fungiert dabei als Wärmebrücke und ist schwer zu isolieren. Bei Passivenergiehäusern wird viel Wert auf einen dicken Rahmen gelegt, was teuer und optisch fragwürdig ist, nichtsdestotrotz eine erhebliche Energieeinsparung bedeutet.
Während Rahmen früher vorwiegend aus Holz bestanden, so wird heute oft Kunststoff verwendet. Falls man das Fenster öffnen kann, ist auch die Dichtigkeit ein wichtiger Punkt. Alte Fenster weisen dabei vielfach eine schlechte Dichtung auf. Ein einfacher Test um diese zu überprüfen, besteht darin, ein Papierblatt in das Fenster einzuklemmen. Wenn sich das Blatt nach dem Schliessen des Fensters einfach herausziehen lässt, handelt es sich um eine schlechte Dichtung.
Energiegewinn durch Fenster
Der Energieverlust von Fenstern ist jedoch nur eine Seite der Gleichung. Im Gegensatz zu Wänden kann durch Fenster auch Wärmestrahlung in das Gebäude gelangen. Im Winter ist das willkommen, im Sommer kann das zu einer Überhitzung der Räume führen, welche mit Abschattungsmassnahmen reduziert werden kann.
Der energetische Grund dafür, dass heutige Neubauten meist relativ grosse Fenster aufweisen, wird durch diese Erkenntnis auch schnell klar. Der Energieverlust des Rahmens wird relativ immer kleiner, je grösser man die Fensterfläche macht. Mehr Fläche für Sonneneinstrahlung bedeutet mehr Wärme. Da das Fensterglas eine wesentlich bessere Dämmung als der Rahmen aufweist, macht es Sinn die Fenster auf der Südseite so gross wie möglich zu bauen. Dazu kommt natürlich auch der Lichtgewinn. Fenster auf der Nordseite sollten im Gegensatz dazu klein sein und in geringer Anzahl verwendet werden.
Wenn die Räume im Sommer technisch gekühlt werden müssen, ist in Bezug auf die Grösse der Fensterfläche eine Energiebilanz über das ganze Jahr anzustellen.