Rahmen haben bei Fenstern noch viel Effizienzpotenzial

Entwicklungen im Fensterbau sowie neue Produkte, diese Themen standen im Mittelpunkt des Swisspacer Symposiums. Zu den Kernaussagen gehört, dass Vakuumglas mittlerweile Marktchancen im gehobenen Bereich hat. Weiteres Verbesserungspotenzial sehen die Fensterbauer aber weniger beim Glas, sondern in pfiffigen Ideen für die Optimierung der Rahmen.

Die Trends im Fensterbau in Europa beleuchtete eine Studie von B + L Marktdaten, deren Ergebnisse beim Swisspacer Symposium vorgestellt wurden. Bei Fenstern im Passivhausstandard sieht die Studie Deutschland, Österreich und die Schweiz unangefochten an der Spitze Europas. Die Marktanteile von Fenstern mit U_w-Werten von 0,8 W/m^²K und weniger werden bis 2020 in Deutschland auf 25 Prozent, in Österreich auf 30 Prozent und in der Schweiz sogar bis auf 35 Prozent ansteigen. Großbritannien, Polen und Frankreich sind in diesem Bereich die Schlusslichter bei den im Rahmen der Studie untersuchten Ländern.

Warme Kante setzt sich durch

Die warme Kante wird sich in allen untersuchten Ländern bis 2020 durchsetzen, besonders in Schweden, Frankreich und Polen werde der Markt für diese Produkte sehr schnell wachsen. Die Vierfachverglasung wird sich in keinem der betrachteten Länder behaupten können. Die befragten Fensterhersteller sahen das Gewicht der Verglasung als größtes Problem an.

Für Vakuumverglasung bestehe in Deutschland, Österreich und der Schweiz durchaus eine realistische Marktchance. "Bestenfalls könnten etwa fünf bis zehn Prozent aller neu verkauften Fenster in Deutschland 2020 mit Vakuumverglasung sein", so die Studie. Aktuell sei vor allem die eingeschränkte Verfügbarkeit des Glases ein Handicap. Vor allem im Premiumsegment könnten vakuumverglaste Fenster in Zukunft einen Absatzmarkt finden. Aus Sicht der Fensterbauer gebe es in den untersuchten Ländern weitere Energieeinsparpotenziale bei Fenstern vor allem über die Rahmen. Für Deutschland rechnen Studien für 2015 und 2016 mit leicht wachsendem Absatz bei Fenstern mit einer steigenden Zahl an Importen.

Aus Sicht von Franz Feldmeier von der Hochschule Rosenheim ist Vakuumglas zwar technisch machbar und im Markt verfügbar, aber der Randverbund sei immer noch ein großes Problem: Die gelötete Glas-Glas Verbindung sei zu starr, bei größeren Temperaturdifferenzen könne es zu Spannungen und Beschädigungen kommen. Daher seien die Scheibenabmessungen noch sehr begrenzt. Die geschweißte Glas-Metall Verbindung ist zwar flexibler und erzeugt weniger Spannungen, erläuterte Feldmeier, sie bereitet dafür aber andere Probleme. Die Ränder der Vakuumgläser können einen "thermischen Kurzschluss" verursachen und zu einer schlechteren energetischen Gesamtperformance beitragen. Das sei aber durch eine Kombination zweier Vakuumgläser mit Warme-Kante-Abstandhalter lösbar.

Mit dem 4-fach Isolierglas als Low-tech Lösung kann ein U_g-Wert von 0,35 W/m²K erreicht werden, doch die zusätzlichen Temperatur- und Luftdruckdifferenzen erhöhten das Risiko für Glasbruch. Weiterhin nehmen auch wichtige Kennwerte wie Lichttransmission und solare Gewinne bei 4-fach-Isolierglas ab. Und die im Sommer höheren Temperaturen an den Mittelscheiben erfordern den Einsatz von teurem gehärtetem Glas. Für das hohe Glasgewicht und eine Gesamtdicke von zirka 76 Millimetern fänden sich derzeit auch nur wenige geeignete Rahmenkonstruktionen.

Eine ganze Reihe von Herstellern präsentierte auf der Veranstaltung innovative Ideen für energetisch optimierte Fensterrahmen. Jon Palethorpe von Wicona zeigte ein Aluminium-Profilsystem mit integrierter wärmereflektierender Folie. Je nach Anforderungen an den U_f-Wert kann dabei die passende Wärmedämmung per Clip befestigt werden. Das System ist passivhaus-zertifiziert und erreicht einen U_f-Wert von 0,8 W/m^²K.

Reduktion des U-Werts bleibt wichtig

Helmut Over, Betriebsleiter bei Hilzinger FBS, zeigte ein PVC-Profil, das einen U_f-Wert von 0,50 W/m^²K erreicht. In Kombination mit zwei Vakuumgläsern und einem Warme-Kante-Abstandhalter werde sogar ein U_w-Wert von 0,29 W/m^²K möglich. Ingo Riewenherm von Pural demonstrierte, wie ein thermisch schwer zu optimierendes Aluminium-Profil mit einem Polyurethan-Block einen U_f-Wert von bis zu 0,70 W/m^²K erreichen kann.

Franz Freundorfer, Geschäftsführer von pro Passivhausfenster, erläuterte seine Innovation: Ein Eckstück übt dabei nicht nur die Dreh-Kipp-Funktion aus, sondern ist gleichzeitig die Verbindungsstelle für die Rahmenteile und nimmt das Flügelgewicht vollständig statisch auf. Außerdem zeigte er die erste passivhaus-zertifizierte Schiebetüre und eine besondere konstruktive Lösung für deren Abdichtung.

Ein thermisch optimiertes Profilsystem für Stahlfassaden präsentierte Stefan Sepp, Leiter Technik und Entwicklung von Raico. Es biete U_f-Werte bis 0,75 W/m^²K und könne Glaslasten bis zu 1000 Kilogramm aufnehmen. Als weiteres Highlight gewährte er einen Einblick in das Projektvorhaben "Visioneum Energie + Augsburg". Zum Einsatz kommen ein Aluminium-Karbon Verbundprofil als Tragkonstruktion, eine passivhaus-zertifizierte Aufsatzkonstruktion und eine Hybrid-Vakuumverglasung – also eine Zweifach-Isolierverglasung mit Vakuumglas und Warmer Kante. Bei einer Ansichtsbreite von nur 56 Millimetern könne ein U_cw-Wert von 0,47 W/m^²K erreicht werden.

Architekten wollen frei formbare Fassaden

Ein weiteres der Thema, das die Planer von Fenstern und Fassaden beschäftigt, ist der Wunsch nach frei formbaren Flächen. Hendrik Pahlsmeyer, Leiter Produktmanagement Schüco, hat auf der Veranstaltung das parametrische System des Unternehmens gezeigt. Es ist seit der Bau 2015 verfügbar. Damit werden generativ gestaltete Fassaden möglich, also durch Algorithmen in Computerprogrammen erzeugte Designs.

Die Bielefelder Fassadenexperten haben das Konzept vor zwei Jahren angekündigt und mittlerweile zur Serienreife weiterentwickelt. Es ermöglicht die durchgehende Digitalisierung der Produktionskette, vom ersten Entwurf über die Planung bis zur Realisierung auf der Baustelle. Dabei steht eine Bibliothek "intelligenter" Fassadenmodule für CAD-Programme bereit. Deren Elemente können in der Entwurfsphase kombiniert und parametrisch gestaltet werden. Die Erstprüfung der technischen Machbarkeit erfolgt parallel. Die Fassadenmodule können dabei mit unterschiedlichen Funktionen ausgestattet werden: Transparente oder opake Füllungen oder die Integration von PV-Elementen.

Durch die digitale Datenkette entfallen Schnittstellen-Problematiken bei der Übergabe von einem Verarbeitungsschritt zum nächsten. Das hat noch weitere Vorteile. So stellt das Verfahren sicher, dass Zeichnungen eindeutig interpretiert und umgesetzt werden. Kosten lassen sich schnell ermitteln. Die Planungsdaten führen bereits zu Maschinencodes für entsprechende CNC-Bearbeitungsmaschinen.

Diese durchgehende Produktionskette verfolgen auch Fassadenexperten, die mit einem anderen Blickwinkel herangehen. So hat Sto auf der Bau im Frühjahr 2015 eine ähnliche Lösung für seine vorgehängten hinterlüfteten Fassaden (VHF) Stoventec vorgestellt. Sie ermöglicht einen prozesstechnisch sicheren Umgang mit fugenlos verputzten dreidimensionalen Oberflächen. Mit den Trägerplatten des Systems lassen sich doppelsinnig gekrümmte Flächen erstellen mit Biegeradien von vier bis drei Metern und Flächen, die aus der Senkrechten kippen. Für die Planung einer solchen Fassade lässt sich ein vollständiges 3D-Modell erstellen, das Unterkonstruktion, Trägerplatte und Beschichtung umfasst. Auch hier reicht die Prozesskette vom Entwurf über die Flächengeometrie, die Analyse der notwendigen Unterkonstruktion bis hin zu Fertigung, Baustellenlogistik und Montage. Von Pia Grund-Ludwig