Für Gläser mit Edelgasfüllung Werte nach Bundesanzeiger.
Einbau
max. 0,01 W/mK zulässig
max. 1,6 W/(m2K) zulässig
Das Fenster ist eines der komplexesten Bauteile der Gebäudehülle. Es muß die unterschiedlichsten Anforderungen erfüllen. In der Hand des Planers liegt es, ob nur ein Loch in der Hülle unzureichend gestopft wird, oder ein High-Tech-Produkt zum Einsatz kommt, dass sich zeitgemäß und innovativ in die Hülle einfügt. Der immer weiter verbesserte Wärmeschutz von Gebäuden weist deshalb den Fenstern eine Schlüsselrolle bei der Errichtung von Passivhäusern zu. Ohne das Bauteil "Passivhaustaugliches Fenster" kann die Idee des Passivhauses nicht umgesetzt werden. Die Behaglichkeitsanforderungen der Bewohner können nur erfüllt werden wenn das Fenster die Rolle eines Heizkörpers - durch seine positive Energiebilanz auch im Kernwinter - übernimmt. Ziel ist es dabei sich auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen im Bereich der Fenster aufhalten zu können ohne "Zugerscheinungen" zu verspüren. Dies ergibt sich wenn die Strahlungstemperatur-Asymmetrie kleiner 2,5 K beträgt. Der ganze Innenraum eines Passivhauses ist dann uneingeschränkt mit hoher thermischer Behaglichkeit nutzbar.
Neben den qualitativ hochwertigen Verglasungen sind allerdings für ein "Passivhaustaugliches Fenster" weitere Komponenten erforderlich. Das heißt auch der Glasrandverbund (Abstandshalter), der Rahmen und die wärmebrückenfreie Einbausituation müssen dem angrenzende Gebäude angepasst sein. Nur das Zusammenspiel aller dieser Komponenten gewährleistet die volle Funktionalität des Bauteils Fenster.
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| Bisherige Kennwerte nach DIN 4108 | Neue Kennwerte nach EuroNorm 10077 und PHI | ||
| Im Zuge der europäischen Harmonisierung wurde das Formelzeichen für den Wärmedurchgangskoeffizienten (k-Wert) in die international übliche Bezeichnung U-value (U-Wert) umbenannt. | |||
| kF | Fenster-k-Wert als flächengewichtetes Mittel aus kR und kV | Uw | Fenster-U-Wert (w = window). Mittelwert aus den Flächen Uf und Ug und dem längenbezogenen Glasrand-Verlusten |
| kR | Rahmen-k-Wert aus eindimensionaler Berechnung oder aus Rahmen-Materialgruppe n. DIN | Uf | Rahmen-U-Wert (f = frame) |
| kV |
Verglasungs-k-Wert aus DIN 4108.
Für Gläser mit Edelgasfüllung Werte nach Bundesanzeiger. |
Ug | Glas-U-Wert in Scheibenmitte (g = glazing) |
| Keinerlei Berücksichtung von Wärmebrücken-Effekten! |
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zusätzlicher Wärmebrückenverlustkoeffizient am Glasrand in Abhängigkeit von Glaseinstand und Abstandshalter | |
| Zusatzforderungen des PHI | |||
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Einbau
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Wärmebrücken -Verlustkoeffizient durch die Einbausituation
max. 0,01 W/mK zulässig |
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| U/g |
Verhältnis von Verlust- zu Strahlungsgewinn-Koeffizient
max. 1,6 W/(m2K) zulässig |
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| In Abhängigkeit von Fenstergröße, Art des Abstandshalters und gewählter Einbauweise kann der Uw-Wert eines Fensters nach EuroNorm gegenüber der Berechnung nach DIN um 0,1 - 0,3 W/m2K schlechter sein. | |||
"... Zweierlei Kriterien müssen im Bezug auf das Fenster stimmen: einmal die Energiebilanz, d.h. die Balance zwischen den solaren Gewinnen, die durch das Fenster hereinkommen und den Wärmeverlusten, die über das Fenster das Gebäude wieder verlassen. Der zweite Gesichtspunkt ist der Komfort im Gebäude. Im Passivhaus müssen wir einen hohen thermischen Komfort auch ohne den sonst üblichen Heizkörper unter dem Fenster gewährleisten können und das bedeutet, dass wir keine als Zug spürbare Falllufterscheinung am Passivhaus-geeigneten Fenster vorfinden dürfen. Beide Anforderungen zusammen führen am Ende zu Anforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters, der für die Brauchbarkeit im Passivhaus kleiner gleich 0,8 W/(m2K) sein muss...."
Dr.W.Feist, in "die neue quadriga" Heft 2/2000
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Die entwickelten passivhaustauglichen Holz-Kastenfenster bestehen aus zwei einflügligen getrennten Blendrahmen, die durch ein Futter verbunden sind. Jeder Flügelrahmen enthält eine Zweischeiben-Isolierverglasung (Ug=1,24 W/(m2*K); 24 mm (4/16/4)) und ist mit umlaufenden Falz- und Überschlagdichtungen versehen. Die Scheiben werden durch einen Thermix-Abstandshalter ( |
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Das Kastenfenster ist für folgende Bausysteme bzw. Bauweisen einsetzbar. Die entsprechenden Einbaudetails sind berechnet und verfügbar und vom PHI geprüft. Bei Einhaltung der geprüften Einbausituation sind mit dem Kastenfenster folgende U-Werte erreichbar (bezogen auf ein Normfenster):
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Natürlich liegen auch die entsprechenden -Werte für die jeweiligen Einbausituationen vor.
Durch die beiden unabhängig voneinander nutzbaren Fensterflügel des Kastenfensters gibt es verschiedene Möglichkeiten diese Flügel zu öffnen oder zu kippen. Dadurch lassen sich zusätzliche Effekte erzielen. Zwei dieser Möglichkeiten sind im folgenden Schema dargestellt.
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| Sommerfall | Winterfall |
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Durch Spaltlüftung am äußeren gekippten Flügel kann heiße Luft aus dem Fensterzwischenraum entweichen, kühlere Luft strömt nach. Dadurch kann bei hohen Außentemperaturen und starker Einstrahlung die Rauminnentemperatur um bis zu 2 °C gegenüber dem komplett geschlossenen Fenster verringert werden. |
Die im Fensterzwischenraum erwärmte Luft kann durch den gekippten Innenflügel in den Wohnraum gelangen. Bei auf der Südseite eingebauten Fenstern kann dadurch eine zusätzliche Aufheizung um 4 - 6 °C im Innenraum erzielt werden. |
Die konstruktiven Details wurden unter Berücksichtigung von bautechnischen und ökologischen Gesichtspunkten entwickelt. Um nachvollziehbare Ergebnisse zu erlangen wurden dazu umfangreiche Prüfungen und Tests an Kastenfenstern und Kasten-Fenstertüren vorgenommen.
Im Ergebniss dieser Entwicklung erreicht das Kastenfenster die nachstehenden zertifizierten technischen Eigenschaften:
| Parameter | Wert | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Energetische Kennwerte | ||
| Uw = 0,68 W/(m2K) |
Fensterbreite 1,23 m, Höhe 1,48 m
Rahmenbreite 163/160 mm |
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| Uf = 0,62/0,71 W/(m2K) | ||
| Ug = 0,62 W/(m2K) | ||
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g = 0,022 W/(mK)
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mit Thermix-Abstandshaltern | |
| Durchlässigkeit | ||
| Tvis = 0,62 | Lichttransmissionsgrad | |
| g = 0,47 | Energiedurchlassgrad | |
| Klasse 4 | Luftdurchlässigkeit nach DIN EN 1026 | |
| Klasse 9A | Schlagregendichtheit nach DIN EN 1027 | |
| Schall | ||
| Rw = 51 dB | Luftschalldämmung nach DIN ISO 717-1 | |
| siehe auch Zertifikate | ||
Zusammenfassung |
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Mit dem Kastenfenster des Bausystems nach Naumann & Stahr steht ein
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| Die Entwicklung erfolgte mit freundlicher Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt. |
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Im nachfolgenden ist die Berechnung des Kastenfensters am Beispiel des Bausystems Naumann & Stahr dargestellt. Für die anderen vorstehend benannten Bausysteme und Bauweisen sind diese Berechnungen ebenfalls durchgeführt und vom Passivhaus Institut in Darmstadt zertifiziert worden. Der Bericht mit den Einbaudetails kann über das Ingenieurbüro Naumann & Stahr erworben werden.
Inhaltsverzeichnis ansehen| Berechnung der U-Werte der Wandkonstruktionen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Nr. | Bezeichnung | dSchicht |
 -Wert
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Ri | U |
| cm | W/(m*K) | (m2*K)/W | W/(m2*K) | ||
| 1 | Rü innen | 0,130 | |||
| 2 | Fermacell-Platte | 3,750 | 0,360 | 0,104 | |
| 3 | Dämmung | 10,00 | 0,040 | 2,500 | |
| 4 | Egger-OSB-Platte | 2,20 | 0,170 | 0,129 | |
| 5 | Dämmung | 22,90 | 0,040 | 5,725 | |
| 6 | Gutex-Thermowall Putzträgerplatte | 4,00 | 0,040 | 0,467 | |
| 7 | Kalkzementputz | 1,50 | 0,870 | 0,017 | |
| 8 | Rü aussen | 0,040 | |||
| Wanddicke | 43,9 cm | 9,645 | 0,104 | ||
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| Seite/Oben | |||||
| Material | Wärmestromdichte | Temperaturverlauf | |||
|---|---|---|---|---|---|
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| Unten | |||||
| Berechnungsergebnisse | ||
| Wärmestrom durch den Fensteranschluß QProgramm: | 12,032 | W/m |
| Wärmestrom durch das Fenster QFenster: | 8,521 | W/m |
| Wärmedurchgangskoeffizient durch die Wand UWand: | 0,104 | W/(m2*K) |
| Länge der Wand lWand: | 1,000 | m |
Temperaturdifferenz  T:
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30,000 | K |
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Wärmebrückenverlustkoeefizient des Einbaus Einbau:
|
0,007 | W/(m*K) |
| Wärmedurchgangskoeffizient incl. Einbau Uwe: | 0,699 | W/(m2*K) |