Der Wärmedurchgangskoeffizient oder U-Faktor bestimmt den Wärmeverlust, der durch die Bauelemente eines Gebäudes nach außen dringt. Da Fenster in der Regel aus mehreren Teilen bestehen, gibt es für jedes Teil einen eigenen U-Wert, z. B. Uf für den Rahmen und Ug für das Glas. Erst nachdem alle anderen Werte berechnet wurden, kann der U-Wert für das gesamte Bauteil ermittelt werden, in diesem Fall Uw für das "Fenster". Je niedriger der Wert ist, desto effektiver ist das Element gegen Wärmeverluste geschützt, was auf lange Sicht zu erheblichen Einsparungen führen kann.
Von der Einfach- bis zur Doppel- und Dreifachverglasung
Bei der Installation oder Renovierung von Bauelementen spielt die Energieeffizienz heute eine immer wichtigere Rolle. Während bis in die 1970er Jahre große Flächen von Fenstern, Haustüren und Terrassentüren noch einzeln verglast waren und enorme Wärmeverluste verursachten, sind wir spätestens seit der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2014 verpflichtet, Wärmeverluste so gering wie möglich zu halten. Dies ist mit den richtigen Rahmenprofilen und Isolierglas möglich.
Energieeffiziente Passivhausfenster verlieren heute weniger als 0,8 Watt pro Quadratmeter und Kelvin durch ihre Rahmen und Profile. Zum Vergleich: Bis zur Ölkrise im Jahr 1972 lag der U-Faktor bei 5,5. Wenn Sie Fenster für einen Neubau oder eine Renovierung kaufen möchten, achten Sie darauf, dass der Energieverlust so gering wie möglich ist - denn ein hoher U-Faktor wirkt sich negativ auf Ihre Energierechnung aus.
Die Energieeffizienz von Fenstern
Als das Element, das die direkte Verbindung nach außen herstellt, sind Fenster besonders wichtig für die thermische Effizienz eines Gebäudes: Die Dämmung dieses Elements ist daher Gegenstand kontinuierlicher Forschung und Entwicklung.
Mehrscheiben-Isolierglas ist das Produkt dieser Entwicklung und zeichnet sich durch hervorragende U-Werte aus, die nur durch das perfekte Zusammenspiel der verwendeten Materialien erreicht werden können. Da Fenster immer mit der Außenwand verbunden sind, ist auch die Verbindung zwischen dem Bauelement und der Wand von großer Bedeutung. Wenn hier die Dämmung unzureichend ist, nützt auch das beste Isolierglas nichts, und ein Großteil der Energie geht durch Wärmebrücken verloren.
Neben den Fenstern können auch andere Bauelemente im Haus Wärme nach außen abgeben. Auch eine gute Dreifach- oder Doppelverglasung mit niedrigem U-Wert kann nicht verhindern, dass schlecht isolierte Türen oder Fensterrahmen als Wärmebrücken wirken. Neben dem Glas in einem Fenster spielen auch der Rahmen, die Dichtungen und die Montage eine wichtige Rolle.
Beim Einbau eines Fensters in eine Wand ist besondere Vorsicht geboten. Auch die Wand selbst sollte eine gute Wärmedämmung aufweisen.
So ist die Laibung - der Raum zwischen Fenster und Wand - ein weiterer Faktor, der die Wärmedämmung beeinflusst. Um negative Auswirkungen zu vermeiden, ist auch hier eine professionelle Isolierung dringend erforderlich.
Jedes Teil hat seine Bezeichnung
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) entspricht dem k-Wert. Im Zuge der europäischen Normung hat er den k-Wert ersetzt.
Alter, deutscher Name gültig, EU-Name
Fenster kF (F=Fenster) UF (F=Fenster) Uw (w=Fenster)
Verglasung kV (V=Verglasung) UV (V=Verglasung) Ug (g=Verglasung)
Rahmenmaterial kR (R=Rahmen) UR (R=Rahmen) Uf (f=Rahmen)
Die U-Wert-Messung ermittelt den Wärmeverlust von innen nach außen, pro m2 und pro Stunde bei einer Temperaturdifferenz von 1°. Leitende Materialien (Metalle) haben einen ungünstigeren, d.h. höheren U-Faktor als isolierende Materialien. Die Maßeinheit für den U-Faktor ist W/(m2K).
Mit anderen Worten:
Je niedriger der U-Wert ist, desto geringer ist der Wärmeverlust.
Je niedriger der U-Wert, desto besser die Dämmung.
Je besser die Fenster, desto weniger Geld verlieren Sie.
Berechnungen
Der Wärmedurchgangskoeffizient Uw von Fenstern wird bestimmt durch:
Der Wärmedurchgangskoeffizient Uw von Fenstern ist abhängig vom Wärmedurchgangskoeffizienten des Rahmens (Uf), dem Wärmedurchgangskoeffizienten der Scheibe (Ug) und dem Verhältnis der Oberflächen beider Elemente. Sie kann weiter reduziert werden, wenn im Scheibenzwischenraum ein gebrochener Abstandhalter mit geringer Wärmeleitfähigkeit (auch warme Kante genannt) verwendet wird. Energiesparfenster werden als Fenster für Passivhäuser qualifiziert, wenn ihr U-Koeffizient kleiner oder gleich 0,8 W/m2K ist.
Wärmedurchgangskoeffizienten des Rahmens Uf
Rahmenmaterialgruppe 1 (RMG 1) nach DIN 4108 (Holz, Kunststoff, Holz-Aluminium) hat Uf-Werte ≤ 2 W/(m2K). Daher ist die Wärmedämmung vieler Fensterrahmen schlechter als die von Glas.
Je nach Material und Profilausführung können höhere oder niedrigere Dämmwerte erreicht werden. Durch thermisch getrennte Profilkammern und Dichtungen in PVC-Profilen können zum Beispiel passivhaustaugliche Werte erreicht werden.
Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung Ug
Dank der Beschichtungen, die die Infrarotstrahlung reflektieren, wird eine deutliche Verbesserung der Wärmedämmung von Mehrscheiben-Isolierglaseinheiten erreicht.
In Kombination mit der Fugenfüllung mit speziellen Gasen wird der Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung um 50% und mehr reduziert, ohne dass sich die Strahlungsdurchlässigkeit für Licht und Sonnenenergie verschlechtert.
Multifunktionsverglasungen, d.h. Glasprodukte, die neben der Wärmedämmung auch die Anforderungen an erhöhten Schallschutz, Einbruchschutz, Durchschusshemmung usw. aus physikalischen oder technologischen Gründen erfüllen, können nicht die gleiche Wärmedämmung haben.
Für Wärmedämmglas mit Dreifachverglasung liegen die Wärmedurchgangskoeffizienten derzeit zwischen 0,4 und 0,7 W/(m2K).
Die Oberflächenproportionen der beiden Elemente
Bei Glas und Rahmen liegt der Anteil des Rahmens bei durchschnittlich 30 % des Gesamtwerts. Bei der Renovierung alter Fenster reicht es daher nicht aus, einfach das Glas auszutauschen, um bessere U-Werte zu erreichen.
Die Wärme hätte immer noch einen schlecht isolierten Rahmen, durch den sie nach außen entweichen könnte. Daher ist es bei der Renovierung von Fenstern am besten, auch den Rahmen zu ersetzen, um den Gesamt-U-Faktor des Fensters zu reduzieren.
Mehrscheibenverglasung
Mehrscheiben-Isolierglaseinheiten sind äußerst effektive Wärmedämmstoffe. Ein Grund dafür ist, dass mehrere Glasscheiben - zwei oder drei, je nach Ausführung - besser isolieren als eine einzelne Glasscheibe.
Außerdem werden die Glasscheiben nicht einfach miteinander verbunden, sondern der Scheibenzwischenraum wird auch zur Isolierung genutzt. Die Scheibenzwischenräume enthalten ein inertes Gas, das eine viel geringere Wärmeleitfähigkeit als Luft hat. Die Bildung von Wärmebrücken ist daher nahezu ausgeschlossen.
Auch der Randverbund spielt hier eine wichtige Rolle: Besteht er aus einem wärmeleitenden Material - z. B. Aluminium - kann sich dies negativ auf die Dämmung auswirken. In den meisten Fällen sind die Abstandshalter oder der Randverbund daher aus Kunststoff oder Edelstahl, die Wärme schlecht leiten. Wenn solche Abstandshalter verwendet werden, spricht man von einer warmen Kante am Fenster.
Isolierverglasungen zeichnen sich durch einen U-Koeffizienten aus, der je nach Konstruktion zwischen 1,1 und 0,4 W/(m2K) liegt. Im Vergleich dazu hat Einscheibenglas einen durchschnittlichen U-Wert von 5,9 W/(m2K). Aus diesem Grund wird Einscheibenglas im modernen Wohnungsbau nur noch selten in Fenstern eingesetzt, sondern eher im Innenbereich - zum Beispiel bei Möbeln.
Ein weiterer Punkt, der bei jeder U-Faktor-Berechnung berücksichtigt wird, ist die Fläche des Fensters oder der Scheibe.
Je größer die Fläche, desto höher oder schlechter der U-Wert.
Ein isoliertes Fenster ist nicht genug
Heute werden Fenster und Wände aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt. Fensterrahmen sind zum Beispiel in gängigen Materialien wie Holz, Vinyl und Aluminium erhältlich. Es ist auch eine Holz-Aluminium-Kombination erhältlich, die die isolierenden Eigenschaften und das filigrane Aussehen von Holz mit der Festigkeit von leichtem und modernem Aluminium kombiniert.
Lange Zeit galt Holz als unübertroffen in Sachen Wärmedämmung, doch dank der Entwicklung spezieller Systeme und Verfahren sind Kunststoffe heute mindestens ebenbürtig, was den U-Wert angeht. Kunststoffrahmen erreichen jetzt problemlos U-Werte unter 0,9 W/(m2K).
Wandisolierung
Die Wand muss aber auch dem neuesten Stand der Technik in der Konstruktion entsprechen. Dazu werden die verschiedenen Elemente zwischen dem Innen- und Außenbereich des Gebäudes gemessen, um einen genauen U-Wert zu ermitteln.
Bei diesen Berechnungen sind die Innenwand, die Dämmung im Zwischenraum und die eigentliche Außenwand von Bedeutung. Der auf der Außenwand aufgebrachte Putz hat ebenfalls eine isolierende Wirkung, die in die U-Wert-Berechnung einfließt.
Spezielle Isolierputze sind sowohl für Innen- als auch für Außenwände erhältlich. Wenn es nicht bereits in einem neuen Gebäude verwendet wird, kann es problemlos später im Rahmen einer Renovierung eingesetzt werden.
Alter, schadhafter Putz wird abgeplatzt und durch neuen ersetzt. Diese Art der Dämmung ist besonders bei der Renovierung historischer Gebäude beliebt, da es schwierig ist, verdrehte Fassaden mit Wärmedämmsystemen zu versehen. Diese Art von Putz wird als Grundschicht verwendet und besteht aus speziellen Materialien, die für eine effektive Isolierung sorgen.
Gewöhnlicher Oberputz sorgt für Witterungsbeständigkeit und wird zur Gestaltung der Oberfläche verwendet. Dies ist besonders bei historischen Gebäuden wichtig, um deren klassische Formen zu erhalten, aber auch Neubauten können auf diese Weise angepasst werden, ohne die Wärmedämmung zu vernachlässigen. Schließlich ist das Aussehen nicht wichtig für das Energiesparen, aber wichtig für das Wohlbefinden.
Auch bei der Energiebilanz im Wandbereich erreicht Holz die besten Werte, während schlichter Beton ohne spezielle Wärmedämmung besonders schlecht abschneidet. Porenbeton - auch Gasbeton genannt - erreicht sehr gute Werte, die fast an den durchschnittlichen U-Wert heranreichen. Trotz seines Namens ist Porenbeton kein echter Beton, da er meist aus sehr fein gemahlenem Sand besteht, der mit Dampf gehärtet wird. Dieses sehr leichte Baumaterial hat eine extrem niedrige Dichte und wird häufig für Außen- und Innenwände verwendet.
Obwohl es aufgrund seiner Eigenschaften einen hervorragenden U-Wert hat, ist die Schalldämmung nicht mit anderen Baumaterialien zu vergleichen. Insbesondere in stark frequentierten Wohngebieten sollten geeignete Schallschutzmaßnahmen in Betracht gezogen werden. www.fenster-onlineverkauf.de hat für diesen Zweck spezielle Schallschutzfenster vorbereitet.
Offenlegung
Wärme sucht sich ihren eigenen Weg. Die Aufgabe des Bauherrn ist es also, die Wärme dort zu halten, wo sie gebraucht wird - im Haus. Fenster- und Wanddämmung sind die ersten Schritte. Aber auch der Spalt zwischen der Wand und dem Fenster sollte gut gedämmt sein, um Wärmebrücken zu vermeiden.
Aber nicht nur Energieverluste werden mit einer gedämmten Laibung vermieden, auch ein möglicher Schimmelbefall ist bei einer schlecht gedämmten Laibung nicht weit entfernt.
Schutz vor Schimmel und Feuchtigkeit
Eine Wärmebrücke senkt die Temperatur in dem betroffenen, schlecht isolierten Bereich. Wenn die Luft im Raum nun wärmer ist als in diesem Bereich, kommt es zur Kondensation. Besonders in unzureichend belüfteten Räumen kann Schimmel ungehindert wachsen. Im schlimmsten Fall infizieren sich die Wände, was eine ernsthafte Gesundheitsgefährdung für die Bewohner darstellt.
Die Beseitigung des Befalls ist oft besonders zeit- und kostenaufwendig und kann durch eine ordnungsgemäße Dämmung aller relevanten Bauteile und regelmäßiges Lüften im Vorfeld effektiv verhindert werden. Gleiches gilt für Türen, die ebenfalls aus einem Rahmen und Innenteilen bestehen und ebenfalls mit der Laibung in das Mauerwerk eingelassen werden.
Dach
Auch das Dach sollte gut gedämmt sein, nicht erst seit der EnEV 2014. Der Einbau von sogenannten Dampfbremsen ist jetzt Pflicht. Dampfbremsen bestehen in der Regel aus Kunststofffolien und werden in Verbindung mit einer Wärmedämmung auf dem Dach installiert. Ihr Hauptzweck ist es, Kondensation in der Konstruktion zu verhindern, aber sie funktionieren nur, wenn die Wärmedämmung dafür sorgt, dass die untere Schicht der Dampfsperre immer warm bleibt. Andernfalls bildet sich auch hier Kondenswasser.
Das Gleiche gilt für die Konstruktion von Oberlichtern. Auch wenn der Dachboden nicht ausgebaut und somit nicht beheizt wird, kann eine gute Wärmedämmung die Bewohner des Hauses und die Bausubstanz schützen. Das spart die Kosten für die Reparatur des Dachfensters, denn ein unzureichend isoliertes Dachfenster zu ignorieren, kann Sie teuer zu stehen kommen.
Daher gilt auch in diesem Fall das Gleiche: Berücksichtigen Sie den U-Faktor aller Gebäudeteile - und damit auch den U-Faktor des Oberlichts.
Jede Komponente ist wichtig
Um den U-Faktor genau zu berechnen, müssen alle verwendeten Materialien berücksichtigt werden. Nur in Kombination mit allen bekannten Werten kann der U-Wert des gesamten Elements bestimmt werden. Es gibt keine Unterscheidung nach der Wichtigkeit, denn wenn auch nur ein Element eines Gebäudes schlecht isoliert ist, kommt es zu Wärmeverlusten durch dieses Element. Daher ist es sowohl bei Neubauten als auch bei Renovierungen äußerst wichtig, dass die Arbeiten sorgfältig ausgeführt und alle Elemente ordnungsgemäß saniert werden, um eine effektive Wärmedämmung zu erreichen. Schließlich ist ein niedriger U-Wert nicht nur gut für die Umwelt, sondern auch für den Geldbeutel des Besitzers.
Eine professionelle U-Faktor-Berechnung kann sowohl von einem Architekten als auch von einem Bauunternehmer durchgeführt werden. Mit etwas physikalischem Verständnis und mit den richtigen Informationen sind solche Berechnungen jedoch auch für einen unerfahrenen Bauherrn möglich.
Schließlich soll er immer über alle Belange seines Bauvorhabens informiert sein. Wenn Sie sich dennoch fachkundig beraten lassen möchten, finden Sie auf www.fenster-onlineverkauf.de eine Auswahl regionaler Betriebe, Fensterbauer und Firmen, die Ihnen gerne mit Rat und Tat zur Seite stehen.