3. Fenster und Türen

Neues Kunststofffenster

Für Fensterbauprofile geeignete thermoplastische Kunststoffe stehen etwa seit 1960 zur Verfügung. Meist basieren sie auf PVC. Dies ist auch der Standardkunststoff für die Fensterprofilerzeugung. Der Werkstoff wurde Anfang der 1960er Jahre so weiterentwickelt, dass er den Anforderungen an die Bewitterung (insbesondere der UV-Belastung) standhält. Polypropylen hat sich bis heute als Kunststoff für die Profilerzeugung nicht durchsetzen können. Kunststofffenster haben nach Marktanteilen bereits Holz- und Holz-Aluminium-Fenster überholt.

Heutige PVC-Fenster bestehen aus einem Verbundwerkstoff aus Kunststoff und Stahl. Die Armierung des Fensterprofils erfolgt mit einem Stahl-Formrohr als tragendes Element, das die Verschraubung der Beschläge sowie sämtliche statischen Anforderungen aufnimmt. PVC wird großtechnisch etwa seit 1938 in Deutschland hergestellt. PVC wird als Granulat für die Herstellung von Fensterprofilen verwendet und in reiner Form mit einer Vielzahl von Additiven für die gewünschten Eigenschaften modifiziert. Naturgemäß stehen bei der Modifizierung der Kunststoffeigenschaften der Witterungsschutz und die Einflüsse von schädlichen Temperaturen im Vordergrund. PVC benötigt daher Zusätze und Modifikationen für die Wärmestabilisierung und den UV-Schutz. Diese so genannten Stabilisatoren wurden in den letzten Jahren von schwermetallhaltigen Stoffen (oftmals Blei) auf solche auf Kalzium-Zink-Basis umgestellt.

Neues Kunststofffenster, hier: Anschluss unten

Bild 3.2.5-2 zeigt ein neu eingebautes Kunststofffenster. Besonders bei sehr alten Fenstern macht der komplette Austausch oft Sinn. Für welchen Fensterwerkstoff man sich letztendlich entscheidet, muss im Einzelfall diskutiert werden.
Im folgenden Abschnitt sind pro und contra von Kunststofffenstern aufgelistet.

<b><u>VORTEILE</u></b>	<b><u>NACHTEILE</u></b>
- gute Wärme- und Schallschutzeigenschaften	- statische Aufladung, was Staub- und Schmutzanziehung zur Folge hat
- niedriger Preis	- wirkt weniger wohnlich als Holz
- fast wartungsfrei
- witterungsbeständig

Durch Einfärbung des Werkstoffes sind unterschiedliche dekorative Oberflächen herstellbar.
PVC kann sehr leicht wieder aufbereitet werden. Recycling-Material aus zurückgenommenen PVC-Teilen oder -Profilen kann granuliert und dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden, allerdings wird dieses vornehmlich für den Kernbereich verwendet, da oft unterschiedlich gefärbtes Material granuliert wird und somit kein reinfarbiges hergestellt werden kann.

Die Profilgestaltung für PVC-Fenster ist in entscheidendem Maße von bauphysikalischen Anforderungen geprägt. Trotz des durch die niedrige Wärmeleitfähigkeit bedingten guten Wärmeschutzes konnte in den letzten Jahren die Wärmedämmung von Rahmen- und Flügelprofilen entscheidend verbessert werden durch die Verwendung von Mehrkammerprofilen. Heutiger Standard sind Fünfkammerprofile, durch zusätzliche Kammern würde nur eine geringfügige weitere Verbesserung der wärmeschutztechnischen Eigenschaften erreicht werden.

Wärme:
Der Werkstoff PVC, der zum Fensterbau vorrangig verwendet wird, weist eine vergleichsweise niedrige Wärmeleitfähigkeit auf. Zudem erlaubt PVC auch geometrisch komplexe Profilquerschnitte (viele einzelne Kammern), was sowohl aus Gründen der Stabilität aber auch hinsichtlich der Wärmedämmung des Fensters vorteilhaft ist.

Berechnung des mittleren U-Wertes

Feuchte:
Die bessere Wärmedämmung des Fensters führt zu einer höheren Oberflächentemperatur an der Bauteilinnenseite. Diese Erhöhung der Temperatur vermindert die Gefahr von → Oberflächentauwasser im Bereich der Fensterleibung und am Fenster selbst.

Berechnung des Sättigungsdampfdrucks

Schall:
Vom Fensterrahmen in seiner Gesamtheit, d.h. einschließlich der Flügelrahmen und eventueller Sprossen, ist zu fordern, dass durch ihn die aufgrund der Art der Verglasung maximal erzielbare Schalldämmung nicht vermindert wird. Bei größeren Fensterkonstruktionen erreichen die Rahmenanteile an der Gesamtfläche der Fensterrohbauöffnung bis zu 30 %. Bei diesen Flächenverhältnissen wird die Schalldämmung des Fensters nicht nur von der Verglasung, sondern sehr stark auch von der Rahmenkonstruktion beeinflusst. Bei Einfachfenstern heisst das, dass die flächenbezogene Masse des Rahmens wenigstens der der Scheibe entsprechen muss. Mehrfachverglasungen höherer Schalldämmung erfordern entsprechend aufwendige Rahmenkonstruktionen.

Aus → Tabelle AS-10 können bewertete Schalldämm-Maße verschiedener Fenster entnommen werden.

Berechnung der Resonanzfrequenz

Berechnung der Koinzidenzgrenzfrequenz

Berechnung des resultierenden Schalldämm-Maßes zusammengesetzter Bauteile

<u>Achtung:</u>

-	Die innere Abdichtung muss luftdicht ausgeführt sein, damit bei anliegendem Winddruck keine Kaltluft zu unangenehmen Zugerscheinungen im Inneren führen und feuchte und warme Raumluft nicht in die Anschlussfuge gelangen kann; dies könnte während der Heizperiode Feuchtigkeitsschäden durch Kondensation verursachen.
-	Die mittlere Abdichtung zwischen Fensterrahmen und Wand muss vollständig mit wärme- und/oder schalldämmendem Material gefüllt sein.
-	Die äußere Abdichtung muss schlagregendicht ausgeführt sein, um den Eintritt von Feuchtigkeit durch Witterungseinflüsse zu verhindern; das Abdichtungsmaterial sollte diffusionsoffen sein, damit in der Konstruktion vorhandene Feuchtigkeit wieder abgegeben werden kann.
-	Die Fensterkonstruktion einschließlich der Verbindungselemente zum Baukörper muss alle planmäßig auf sie einwirkenden Kräfte aufnehmen und an die tragenden Bauteile des Baukörpers abgeben können.
-	Äußere Einflüsse, wie Bauwerksbewegungen, dürfen die Abdichtungen nicht in ihrer Funktion beeinträchtigen.
-	Die freitragenden Rahmenteile wie Pfosten, Riegel und der Blendrahmen im Bereich von Rollladenkästen sind so zu dimensionieren, dass die Verformungen der Rahmenteile unter Lasteinwirkung nicht zur Beschädigung der Fenster oder zu anderen Einschränkungen der Gebrauchstauglichkeit führen.
-	Bei der Verbrennung von PVC bildet sich ätzender gasförmiger Chlorwasserstoff, der mit Wasser oder Luftfeuchtigkeit Salzsäure bildet; dabei entstehen hochgiftige Dioxine.
-	Die Verbrennung erfolgt unvollständig und rußend, der entstehende Rauch und Ruß enthält polykondensierte Aromaten, die hochgiftig und karzinogen wirken.

<u>Normen und Richtlinien:</u>[1]

EnEV
DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen
DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden
DIN 4109 Schallschutz im Hochbau; Anforderungen und Nachweise
DIN 107 Bezeichnung mit links oder rechts im Bauwesen
DIN 4172 Maßordnung im Hochbau
DIN 18202 Toleranzen im Hochbau - Bauwerke
DIN 18055 Fenster - Fugendurchlässigkeit, Schlagregendichtheit und mechanische Beanspruchung
DIN 18540 Abdichten von Außenwandfugen im Hochbau mit Fugendichtstoffen
DIN 18542 Abdichten von Außenwandfugen mit imprägnierten Dichtungsbändern aus Schaumkunststoff
DIN 18545 Abdichten von Verglasungen mit Dichtstoffen
DIN 52452 Prüfung von Dichtstoffen für das Bauwesen - Verträglichkeit der Dichtstoffe
DIN 52619 Bestimmung des Wärmedurchlaßwiderstandes und Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern
DIN 18361 VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) - Verglasungsarbeiten
DIN EN 12207 Fenster und Türen - Luftdurchlässigkeit
DIN EN 12208 Fenster und Türen - Schlagregendichtheit
DIN EN 12210 Fenster und Türen - Widerstandsfähigkeit bei Windlast
DIN EN ISO 1163 Kunststoffe - Weichmacherfreie Polyvinylchlorid (PVC-U)-Formmassen
BFS Merkblatt Nr. 23 Technische Richtlinien für das Abdichten von Fugen im Hochbau und von Verglasungen

[1] ohne Anspruch auf Vollständigkeit

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