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planung:waermeschutz:fenster:verglasungen_und_ihre_kennwerte

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planung:waermeschutz:fenster:verglasungen_und_ihre_kennwerte [2014/04/14 09:34] twesselplanung:waermeschutz:fenster:verglasungen_und_ihre_kennwerte [2023/09/14 12:30] (aktuell) – [Fazit] wfeist
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-====== Verglasungen und ihre Kennwerte ======+====== Verglasungen und ihre Kennwerte 🌡️ ====== 
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 ===== Entwicklung beim Fenster ===== ===== Entwicklung beim Fenster =====
  
-Bei keinem anderen Bauteil verlief die Entwicklung zu immer besserer Qualität des Wärmeschutzes so stürmisch wie bei den Fenstern. Der Wärmedurchgangskoeffizient (U<sub>w</sub>-Wert) der marktverfügbaren Fenster hat sich in den letzen 40 Jahren um mehr als einen **Faktor 8** verringert!\\ +Bei keinem anderen Bauteil verlief die Entwicklung zu immer besserer Qualität des Wärmeschutzes so stürmisch wie bei den Fenstern. Der Wärmedurchgangskoeffizient (U<sub>w</sub>-Wert) der marktverfügbaren Fenster hat sich in den letzten 40 Jahren um mehr als einen **Faktor 8** verringert!\\ \\  
-\\+Hier geben wir zunächst eine qualitative Übersicht zu den verwendeten Verglasungen, den lichtdurchlässigen Bestandteilen der Fenster; der Fachbegriff dafür ist "transparentes Bauteil". Für die Energiebilanz wird eine Verglasung durch zwei wesentliche Größen gekennzeichnet: Zum einen durch einen Wärmedurchgangskoeffizient oder U-Wert; hier unterscheidet sich die Verglasung nicht grundsätzlich von den nicht-lichtdurchlässigen Bauteilen((Fachbegriff: opak)), der U-Wert erlaubt es, den Wärmeverlast durch die Verglasung zu bestimmen. Zum anderen lässt dieses Bauteil aber auch Licht, genau genommen einen gewissen Anteil der eintreffenden Strahlung((inkl. nicht-sichtbare Teile des Spektrums, hier vor allem im nahe Infrarot)) durch; die mit dieser Strahlung transportierte Energie wird im Gebäude nahezu vollständig in Wärme umgewandelt((bis auf den Anteil, der als Strahlung durch dieses oder auch andere Fenster wieder austritt)). Zur Kennzeichnung dieses Durchlassen von kurzwelliger Strahlung((so bezeichnen wir in der Bauphysik den Bereich des Solarspektrums, der hier relevant ist und das erstreckt sich von 0,2 µm (Ultraviolett) über den gesamten für das menschliche Auge sichtbaren Bereich bis zur Grenze des nahen Infrarot bei 2µm.)) verwenden wir den //Gesamtenergiedurchlass-Koeffizienten g//((englisch: "solar heat gain coefficient" //sghc//)).\\ \\  
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 ==== 1-fach-Verglasung - höchste Zeit, sie auszuwechseln ==== ==== 1-fach-Verglasung - höchste Zeit, sie auszuwechseln ====
  
 Anfang der 70er Jahre waren die meisten Fenster in Deutschland noch einfachverglast: {{ :picopen:eisblumen_einfachverglasung.jpg?90}} Anfang der 70er Jahre waren die meisten Fenster in Deutschland noch einfachverglast: {{ :picopen:eisblumen_einfachverglasung.jpg?90}}
   * Der U-Wert lag bei etwa **5,5 W/(m²K)**,   * Der U-Wert lag bei etwa **5,5 W/(m²K)**,
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   * der jährliche Wärmeverlust durch ein 1 m² Fenster erforderte ungefähr den Energieaufwand von 60 Litern Heizöl.    * der jährliche Wärmeverlust durch ein 1 m² Fenster erforderte ungefähr den Energieaufwand von 60 Litern Heizöl. 
-=> Jeder Quadratmeter eines solches Fenster "kostet" damit Jahr für Jahr bei durchschnittlichen Wärmepreisen 42 € an Heizkosten.+=> Jeder Quadratmeter eines solches Fenster "kostet" damit Jahr für Jahr bei durchschnittlichen Wärmepreisen 42 € an Heizkosten((Das war bei Heizölpreisen um 70 Cent/Liter. Inzwischen (2023) liegen die Kosten für Heizwärme eher bei rund 11 Cent/kWh, weitgehend unabhängig von der Art der Heizung und das führt auf Kosten von rund 50 €/m².)).
  
 Aber nicht nur die Energieverluste sind hoch: Durch die schlechte Dämmung kann die Kälte direkt auf die Innenoberfläche durchgreifen. Nicht selten liegt die Temperatur dort unter 0 °C – das wird in Form von Eisblumen sichtbar. **Schlechter Wärmeschutz ist mit geringer Behaglichkeit und hohem Schadensrisiko verbunden**.\\ Aber nicht nur die Energieverluste sind hoch: Durch die schlechte Dämmung kann die Kälte direkt auf die Innenoberfläche durchgreifen. Nicht selten liegt die Temperatur dort unter 0 °C – das wird in Form von Eisblumen sichtbar. **Schlechter Wärmeschutz ist mit geringer Behaglichkeit und hohem Schadensrisiko verbunden**.\\
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 ==== "Isolier"-Verglasung: verbesserungswürdige Zwischenstufe ==== ==== "Isolier"-Verglasung: verbesserungswürdige Zwischenstufe ====
  
-Etwas  besser waren die sogenannten "Isolierglasscheiben". Nach der ersten Ölkrise wurden sie in Neubauten und bei {{ :picopen:beschlagenes_isolierglas.jpg?90}} Modernisierungen eingesetzt. Zwischen zwei Scheiben ist dabei eine dämmende Luftschicht eingeschlossen.  +Etwas besser waren die sogenannten "Isolierglasscheiben". Nach der ersten Ölkrise wurden sie in Neubauten und bei {{  :picopen:beschlagenes_isolierglas.jpg?90|beschlagenes_isolierglas.jpg}}Modernisierungen eingesetzt. Zwischen zwei Scheiben ist dabei eine dämmende Luftschicht eingeschlossen. Da Luft die Wärme wesentlich schlechter leitet als z.B. Glas, wird so der Wärmetransport durch Wärmeleitung stark reduziert: allerdings bleibt im so geschaffenen Glaszwischenraum immer noch ein beträchtlicher Wärmetransport durch Wärmestrahlung übrig, so dass der U-Wert zwar bedeutend sinkt, aber leider nicht so stark, wie das auf Basis der Wärmeleitfähigkeiten naiv zu erwarten wäre. 
-  * Der Wärmedurchgangskoeffizient sinkt dadurch auf etwa **2,8 W/(m²K)**. Das bedeutet: Etwa die Hälfte des Wärmeverlustes gegenüber der Einfachverglasung wurde eingespart.  + 
-  * Die innere Oberflächentemperatur beträgt bei Isolierverglasung an sehr kalten Tagen ungefähr 7,5 °C. Eisblumen gibt es dann nicht mehr – aber die Fensteroberfläche wird immer noch unangenehm kalt und bei kaltem Wetter nass, weil der Taupunkt weit unterschritten wird. +  * Der Wärmedurchgangskoeffizient sinkt dadurch auf etwa **2,8 W/(m²K)** ((Hier wird das im Detail rechnerisch erklärt:  [[.:u-werte_von_mehrfach-verglasungen_quantitativ|]])) . Das bedeutet: Etwa die Hälfte des Wärmeverlustes gegenüber der Einfachverglasung wird eingespart. 
-  * Auch schlägt der Wärmeverlust immer noch mit ca. 21 € jährlich zu Buche - in 15 Jahren mehr, als ein Fenster kostet. Sehr viele Fenster im Gebäudebetand haben heute noch solche "Isolierglasscheiben".\\ + 
-\\+  * Die innere Oberflächentemperatur beträgt bei Isolierverglasung an sehr kalten Tagen ungefähr 7,5 °C. Eisblumen gibt es dann nicht mehr – aber die Fensteroberfläche wird immer noch unangenehm kalt und bei kaltem Wetter wird sie regelmäßig nass, weil der Taupunkt weit unterschritten wird((Zum Verständnis wird hier auf  [[:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:feuchte_luft|Erklärung zum Auftreten von Tauwasser]])) . 
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 +  * Auch schlägt der Wärmeverlust immer noch mit über 21 € jährlich zu Buche - in 15 Jahren mehr, als ein Fenster kostet. Sehr viele Fenster im Gebäudebestand haben heute noch solche "Isolierglasscheiben"Es lohnt sich, diese baldmöglichst zu ersetzen((Das spart nicht nur Energiekosten, es verbessert auch die Behaglichkeit und reduziert die maximal an kalten Tagen erforderliche Heizleistung - dadurch werden Wärmepumpen-Heizungen einfacher und kostengünstiger.)) . 
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 ==== Zweischeiben-Wärmeschutz-Verglasung: viel besser, aber immer noch nicht gut genug ==== ==== Zweischeiben-Wärmeschutz-Verglasung: viel besser, aber immer noch nicht gut genug ====
  
 Einen bedeutenden Fortschritt brachte die Verwendung von hauchdünn aufgebrachten Metallschichten zum Scheibenzwischenraum hin (englisch "low-e"-Schicht genannt). Dadurch konnte die Wärmestrahlung zwischen den Scheiben stark reduziert werden. Einen bedeutenden Fortschritt brachte die Verwendung von hauchdünn aufgebrachten Metallschichten zum Scheibenzwischenraum hin (englisch "low-e"-Schicht genannt). Dadurch konnte die Wärmestrahlung zwischen den Scheiben stark reduziert werden.
-  * Darüberhinaus wurde das Füllgas Luft durch weniger wärmeleitende Edelgase ersetzt, meist wird Argon verwendet. Die so am Markt eingeführten "Wärmeschutzverglasungen"  wurden mit der Wärmeschutzverordnung von 1995 zum nahezu überall verwendeten Standardprodukt bei Neubau und Modernisierung.+  * Darüber hinaus wurde das Füllgas Luft durch weniger wärmeleitende Edelgase ersetzt, meist wird Argon verwendet. Die so am Markt eingeführten "Wärmeschutzverglasungen"  wurden mit der Wärmeschutzverordnung von 1995 zum nahezu überall verwendeten Standardprodukt bei Neubau und Modernisierung. 
   * Eine interessante Tatsache ist, dass sich das Produkt "Verglasung" trotz der enormen Qualitätsverbesserung nicht verteuert hat.   * Eine interessante Tatsache ist, dass sich das Produkt "Verglasung" trotz der enormen Qualitätsverbesserung nicht verteuert hat.
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   * Ein übliches Fenster mit Holz- oder Kunststoffrahmen und gewöhnlichem Randverbund kommt mit diesen heute gängigen Wärmeschutzverglasungen auf einen **U-Wert zwischen etwa 1,3 und 1,7 W/(m²K)**. Damit hat sich der Wärmeverlust gegenüber dem "Isolierglas" noch einmal halbiert.   * Ein übliches Fenster mit Holz- oder Kunststoffrahmen und gewöhnlichem Randverbund kommt mit diesen heute gängigen Wärmeschutzverglasungen auf einen **U-Wert zwischen etwa 1,3 und 1,7 W/(m²K)**. Damit hat sich der Wärmeverlust gegenüber dem "Isolierglas" noch einmal halbiert.
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   * Die durchschnittliche innere Oberflächentemperatur liegt nun auch bei strengem Frost bei etwa 13 °C. Jedoch ist auch jetzt der Kaltluftabfall am Fenster noch bemerkbar und eine störende Temperaturschichtung im Raum noch nicht ausgeschlossen. In Mitteleuropa gibt es Tauwasser bei dieser Verglasungsqualität auf der Innenseite nur noch am Rand.\\   * Die durchschnittliche innere Oberflächentemperatur liegt nun auch bei strengem Frost bei etwa 13 °C. Jedoch ist auch jetzt der Kaltluftabfall am Fenster noch bemerkbar und eine störende Temperaturschichtung im Raum noch nicht ausgeschlossen. In Mitteleuropa gibt es Tauwasser bei dieser Verglasungsqualität auf der Innenseite nur noch am Rand.\\
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 Den Durchbruch für das energiesparende Bauen in Deutschland schafft erst die Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung. Den Durchbruch für das energiesparende Bauen in Deutschland schafft erst die Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung.
   * Indem zwei Scheibenzwischenräume mit low-e-Schicht und Edelgasfüllung hintereinandergeschaltet werden, werden **U-Werte zwischen 0,5 und 0,8 W/(m²K)** erreicht.   * Indem zwei Scheibenzwischenräume mit low-e-Schicht und Edelgasfüllung hintereinandergeschaltet werden, werden **U-Werte zwischen 0,5 und 0,8 W/(m²K)** erreicht.
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   * Will man diese Qualität nicht nur für die Verglasung, sondern auch für das gesamte Fenster erreichen, so müssen auch **ein gut gedämmter Fensterrahmen und ein thermisch getrennter Randverbund** verwendet werden.   * Will man diese Qualität nicht nur für die Verglasung, sondern auch für das gesamte Fenster erreichen, so müssen auch **ein gut gedämmter Fensterrahmen und ein thermisch getrennter Randverbund** verwendet werden.
  
 => Das Ergebnis ist ein "Warmfenster" oder "Passivhausfenster", bei welchem sich der jährliche Energieverlust auf weniger als 7 Liter Heizöl pro Quadratmeter Fensterfläche verringert – etwa ein Achtel des Ausgangswertes. => Das Ergebnis ist ein "Warmfenster" oder "Passivhausfenster", bei welchem sich der jährliche Energieverlust auf weniger als 7 Liter Heizöl pro Quadratmeter Fensterfläche verringert – etwa ein Achtel des Ausgangswertes.
  
-Berücksichtigt man noch, dass die durch das Passivhausfenster gratis einfallenden Sonnenenergie auch im Kernwinter die Wärmeverluste aufheben kann, gibt es bei geeigneter Ausrichtung un nicht allzu starker Verschattung sogar Nettoenergiegewinne. Das Fenster ist vom "Kälteloch" zur "Heizung" geworden. Übrigens: Die Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung "rechnet" sich heute bei jedem Fensterkauf allein durch die erreichte Energieeinsparung.\\+Berücksichtigt man noch, dass die durch das Passivhausfenster gratis einfallende Sonnenenergie auch im Kernwinter die Wärmeverluste aufheben kann, gibt es bei geeigneter Ausrichtung und nicht allzu starker Verschattung sogar Nettoenergiegewinne. Das Fenster ist vom "Kälteloch" zur "Heizung" geworden. Übrigens: Die Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung "rechnet" sich heute bei jedem Fensterkauf allein durch die erreichte Energieeinsparung.\\
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 Die möglichen Energiegewinne über die Fenster **passen genau zum Wärmeschutzniveau der gedämmten Hülle (mit U-Werten um 0,15 W/(m²K)).** Mit diesen beiden Qualitäten zusammen wird das Passivhaus im nasskalten Mitteleuropa erst möglich. Es resultiert ein Haus mit vernachlässigbaren Wärmeverlusten – ein Haus, das komfortabel warm bleibt und mit der in der Fortluft noch enthaltenen Wärme allein beheizt werden kann.\\ Die möglichen Energiegewinne über die Fenster **passen genau zum Wärmeschutzniveau der gedämmten Hülle (mit U-Werten um 0,15 W/(m²K)).** Mit diesen beiden Qualitäten zusammen wird das Passivhaus im nasskalten Mitteleuropa erst möglich. Es resultiert ein Haus mit vernachlässigbaren Wärmeverlusten – ein Haus, das komfortabel warm bleibt und mit der in der Fortluft noch enthaltenen Wärme allein beheizt werden kann.\\
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 Auch das Passivhausfenster zeichnet sich nicht nur durch die geringen Wärmeverluste aus, sondern ebenso durch weiter verbesserte Behaglichkeit. **Bei strengem Frost sinkt die innere Oberflächentemperatur jetzt nicht mehr unter 17 °C.** Auch das Passivhausfenster zeichnet sich nicht nur durch die geringen Wärmeverluste aus, sondern ebenso durch weiter verbesserte Behaglichkeit. **Bei strengem Frost sinkt die innere Oberflächentemperatur jetzt nicht mehr unter 17 °C.**
   * Unter diesen Umständen wird "kalte Strahlung" vom Fenster nicht mehr wahrgenommen.   * Unter diesen Umständen wird "kalte Strahlung" vom Fenster nicht mehr wahrgenommen.
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   * Auch gibt es keine störende Temperaturschichtung im Raum mehr, selbst dann nicht, wenn kein Heizelement unter dem Fenster steht – natürlich müssen dazu auch die anderen Passivhauskriterien eingehalten sein wie Luftdichtheit und Wärmebrückenfreiheit.   * Auch gibt es keine störende Temperaturschichtung im Raum mehr, selbst dann nicht, wenn kein Heizelement unter dem Fenster steht – natürlich müssen dazu auch die anderen Passivhauskriterien eingehalten sein wie Luftdichtheit und Wärmebrückenfreiheit.
  
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     * Dreischeibenwärmeschutzverglasungen,     * Dreischeibenwärmeschutzverglasungen,
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     * wärmedämmende Fensterrahmen aus Holzwerkstoffen,     * wärmedämmende Fensterrahmen aus Holzwerkstoffen,
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     * wärmedämmende Fensterrahmen aus Kunststoffen,     * wärmedämmende Fensterrahmen aus Kunststoffen,
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     * wärmedämmende Pfosten-Riegel-Konstruktionen,     * wärmedämmende Pfosten-Riegel-Konstruktionen,
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     * thermisch getrennte Abstandhalter,     * thermisch getrennte Abstandhalter,
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     * Hilfsmittel für die wärmebrückenfreie Fenstermontage und für den luftdichten Einbau von Fenstern.\\     * Hilfsmittel für die wärmebrückenfreie Fenstermontage und für den luftdichten Einbau von Fenstern.\\
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 ===== Fazit ===== ===== Fazit =====
  
-Passivhausfenster sind hochwertige Produkte, die inzwischen von __**mehr als 50 Herstellern**__ entwickelt wurden und am Markt erhältlich sind. Die Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Fenstern beträgt nicht wenige Prozent, sondern mehr als die Hälfte der sonst über die Fenster verlorenen Energie. Diese Fenster sparen aber nicht nur Energie und damit bares Geld, sie dienen auch dem Klimaschutz. Passivhausfenster sind ein Musterbeispiel für effiziente Technik, die in Europa entwickelt wurde und regionale Arbeitsplätze schafft – und dabei gleichzeitig die angespannten Energiemärkte entlastet.\\ +Passivhausfenster sind hochwertige Produkte, die inzwischen von __**mehr als 100 Herstellern**__ entwickelt wurden und am Markt erhältlich sind. Die Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Fenstern beträgt nicht wenige Prozent, sondern mehr als die Hälfte der sonst über die Fenster verlorenen Energie. Diese Fenster sparen aber nicht nur Energie und damit bares Geld, sie dienen auch dem Klimaschutz. Passivhausfenster sind ein Musterbeispiel für effiziente Technik, die in Europa entwickelt wurde und regionale Arbeitsplätze schafft – und dabei gleichzeitig die angespannten Energiemärkte entlastet.\\ 
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-|{{:picopen:passivhaus_verglasung.png|}}| +
-|//**Die Entwicklung führte zu immer besseren Verglasungen:\\ +
-Vom 1-fach-Glas (ganz links) bis zu den Passivhaus geeigneten\\ +
-Verglasungen (ganz rechts). Nur diese haben auch bei strenger\\ +
-Kälte behaglich warme Innenoberflächen. Geringerer Energie-\\ +
-verlust und bessere Behaglichkeit gehen Hand in Hand.**//|\\+
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 +|{{:planung:waermeschutz:fenster:verglas_2023q.png?384|}} | 
 +|//**Die Entwicklung führte zu immer besseren Verglasungen:\\ 
 +Vom 1-fach-Glas (ganz links) bis zu den Passivhaus geeigneten\\ 
 +Verglasungen (rechts). Nur diese haben auch bei strenger\\ 
 +Kälte behaglich warme Innenoberflächen. Geringerer Energie-\\ 
 +verlust und bessere Behaglichkeit gehen Hand in Hand.**//|\\ 
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 +**Weiter zur Bestimmung der [[U-Werte von Mehrfach-Verglasungen (quantitativ)]]**\\ \\  
 +**[[grundlagen:grundkurs_bauphysik_waerme|Zurück zum Grundkurs Bauphysik Wärme - Übersicht]] 🌡️** \\ \\ 
  
 ===== Siehe auch ===== ===== Siehe auch =====
  
 [[planung:waermeschutz:fenster|Übersicht]] zu den Passipedia-Artikeln zum Thema "Fenster" [[planung:waermeschutz:fenster|Übersicht]] zu den Passipedia-Artikeln zum Thema "Fenster"
planung/waermeschutz/fenster/verglasungen_und_ihre_kennwerte.1397460840.txt.gz · Zuletzt geändert: 2014/04/14 09:34 von twessel