Verglaste Flächen und öffenbare Fenster erfüllen in jedem Gebäude verschiedene Zwecke. Sie stellen den sehr wichtigen Bezug zur Außenwelt her und lassen Licht in das Gebäude, so dass der Bewohner/Nutzer sich nicht eingesperrt fühlt. Allein aus diesem Grund wird in jedem Gebäude eine minimale verglaste Fläche benötigt. Optimierte Tageslichtnutzung ermöglicht außerdem eine sinnvoll reduzierte Nutzung elektrischer Beleuchtung. Zwar ist der Wärmeschutz von Fenstern deutlich geringer als der von ungestörten, gut gedämmten Außenbauteilen, dies kann bei geschickter Nutzung aber allein durch solare Gewinne, die durch die Verglasung in das Gebäude eindringen können, ausgeglichen werden. Nicht zuletzt können Fenster geöffnet werden, um einen manchmal benötigten zusätzlichen Luftaustausch nach außen herzustellen (vgl. Kapitel 4.4.2).

Auch im Passivhaus spielen die Fenster sowohl für die Energiebilanz als auch für den Wohnkomfort eine essentielle Rolle, es gelten neben dem Aspekt der Tageslichtnutzung im Allgemeinen die folgenden Anforderungen:

1. Die Netto-Wärmegewinne im Winter sollten gleich oder größer sein als die Wärmeverluste.
2. Durch adäquate U-Werte wird eine hohe Behaglichkeit im Raum (hohe Oberflächentemperaturen, keine unangenehme Strahlungsasymmetrie) gewährleistet.
3. Im Sommer müssen solare Lasten, die zu einer unbehaglichen Überhitzung führen, mit außenliegenden Verschattungsvorrichtungen oder ggf. Sonnenschutzverglasung eingeschränkt werden.

Im kühl-gemäßigten Klima von Mitteleuropa ist eine Dreifach-Wärmeschutzverglasung unumgänglich für die Umsetzung des Passivhausstandards. Im mediterranen Klima hingegen hat sich gezeigt, dass die Verwendung einer Zweischeiben-Wärmeschutzverglasung eine bessere Energiebilanz aufweisen kann [Schnieders 2009]. Um den besten Verglasungstyp für die neuseeländischen Randbedingungen festzustellen, wurden für jeden der drei Standorte die Auswirkungen von vier verschiedenen Typen untersucht. Die verwendeten Kennwerte sind in Tabelle 6 aufgelistet und die Ergebnisse dieser Untersuchung in Abbildung 12 bis Abbildung 14 dargestellt. In den Grafiken ist jeweils der Heizwärmebedarf, die tagesmittlere Heizleistung und auch die Übertemperaturhäufigkeit zu sehen. Das Ergebnis ist eindeutig: Die beste Lösung bietet an allen drei Standorten eine Zweifach-Wärmeschutzverglasung.

Für alle drei betrachteten Kriterien schneidet die Zweifach-Wärmeschutzverglasung allein auf Grund der deutlich besseren Dämmwirkung (U-Wert) hinsichtlich des Heizwärmebedarfs und der Heizleistung besser ab, als eine Zweifach-Isolierverglasung und eine Einfachverglasung. Zudem ist für die Gewährleistung der Raumbehaglichkeit durch hohe Oberflächentemperaturen mindestens die Dämmwirkung einer Wärmeschutzverglasung erforderlich. Der Einsatz einer Dreifach-Wärmeschutzverglasung wirkt sich in Auckland und Wellington hinsichtlich des Heizwärmebedarfs und der Heizleistung im Vergleich zur Zweifachverglasung negativ aus, während sie in Christchurch etwa gleichwertig abschneidet. Zwar hat eine Dreifach-Verglasung einen besseren U-Wert, gleichzeitig bringt sie aber durch den niedrigeren g-Wert eine Reduzierung der solaren Gewinne mit sich, die somit nicht mehr für die Raumbeheizung genutzt werden können. Der Effekt ist in Christchurch, bedingt durch die niedrigeren Außentemperaturen, nicht so stark bemerkbar wie an den anderen Standorten, da hier der bessere U-Wert die nicht nutzbaren solaren Gewinne kompensiert. Die Übertemperaturhäufigkeit ist für alle Glastypen an allen Standorten so gering, dass die potentielle Verringerung durch den niedrigen g-Wert der Dreifach-Verglasung nicht relevant ist. Wie in Kapitel 2 bereits beschrieben ist das solare Angebot in Neuseeland vergleichbar hoch, dieses passive Heizpotential muss bei der Wahl der Verglasung berücksichtigt werden.

Abbildung 12: Auswirkung verschiedener Verglasungstypen auf den Heizwärmebedarf, die Heizleistung und Übertemperaturhäufigkeit für das Referenz-Passivhaus in Auckland.

Abbildung 13: Auswirkung verschiedener Verglasungstypen auf den Heizwärmebedarf, die Heizleistung und Übertemperaturhäufigkeit für das Referenz-Passivhaus in Wellington.

Abbildung 14: Auswirkung verschiedener Verglasungstypen auf den Heizwärmebedarf, die Heizleistung und Übertemperaturhäufigkeit für das Referenz-Passivhaus in Christchurch.

Der Rahmen steht im engen Verhältnis mit der gewählten Verglasung – zusammen muss das gesamte Fenstersystem einen minimalen U-Wert für die Gewährleistung der Behaglichkeit im Raum durch hohe Oberflächentemperaturen erfüllen. In Tabelle 7 sind drei verschiedene Rahmenqualitäten mit typischen Kennwerten aufgelistet, welche für die vorliegende Studie in Betracht gezogen wurden.

In Auckland und Wellington liegen die niedrigsten stundenmittleren Außentemperaturen bei 2 °C. An diesen Standorten ist in Verbindung mit einer Wärmeschutzverglasung ein derzeitiger Standardrahmen für Zweifach-Verglasung mit einem thermisch isolierten Randverbund („warm-edge“) ausreichend gut um einen hohen thermischen Komfort im Raum zu gewährleisten. Die Oberflächentemperatur des Fensters wurde hierfür auf Tauwasserfreiheit und die Behaglichkeitsgrenze hin überprüft. Ein Passivhaus-Rahmen hat zwar einen besseren U-Wert und bietet somit einen besseren Wärmeschutz, jedoch sind die Mehrkosten eines solchen Rahmens derzeit womöglich höher als die Dämmstoffstärke die eingespart werden könnte. In Christchurch ist ein Rahmen in Passivhausqualität für die Erfüllung des Behaglichkeitskriteriums und die Tauwasserfreiheit am Randverbund unabdingbar, da hier die Außentemperaturen zeitweise auch unter 0 °C sinken.

Aus den Ergebnissen der Analyse über die Auswirkung auf den Heizwärmebedarf lässt sich sehr deutlich ein Optimierungspotential für die Rahmenkennwerte erkennen. Mit einem sehr gut gedämmten Rahmen und gleichzeitig einer schmalen Rahmenbreite (Option: schmaler Passivhaus-Rahmen) sind der thermische Komfort gewährleistet und der Wärmeschutz erhöht. Gleichzeitig werden die solaren Gewinne nicht eingeschränkt. Produkte dieser Art sind jedoch bisher nur begrenzt auf dem Markt verfügbar.

Abbildung 15: Auswirkung der Fensterrahmenqualität auf den Heizwärmebedarf und Übertemperaturhäufigkeit an allen drei Standorten.

Einführung

Klimata

Modellbeschreibung & Berechnungsverfahren

Das Passivhaus in Neuseeland

• Das Passivhaus in Neuseeland - Wärmeschutz
• Das Passivhaus in Neuseeland - Lüftung

• Das Passivhaus in Neuseeland - Sommerlicher Komfort
• Das Passivhaus in Neuseeland - Orientierung
• Das Passivhaus in Neuseeland - Feuchtigkeit
• Das Passivhaus in Neuseeland - Zusammenfassung

PHPP

Parameterstudien

• Nordorientierte Fenstergröße
• Dämmstärken
• Speicherkapazität

Konventionelles neuseeländisches Gebäude

Zusammenfassung