3. Fenster und Türen

Kastenfenster

Unter Kastenfenstern sind doppelte Einfachfenster zu verstehen, deren Kasten außer den beiden Blendrahmen noch zusätzlich aus einem Futterstück besteht. Ihr Einsatz ist von der Anschlagart unabhängig. Heute werden außer den im Bestand zu findenden Kastenfenstern aus Holz darüber hinaus auch welche aus Kunststoff, Metall oder Verbundkonstruktionen aus den genannten Materialgruppen hergestellt.

Neues Kastenfenster
In Anlehnung an [Böhning (2005)]

Bild 3.2.4-1 zeigt ein Einfachfenster im Bestand, das durch nachträglichen Einbau eines zweiten Fensters zum Kastenfenster wird. Beide Flügel werden nach innen geöffnet.

Kastenfenster werden unterschieden in eine Variante, bei der beide Flügel nach innen aufgehen, und eine, bei der die inneren Flügel nach innen und die äußeren nach außen aufgehen. Besonders in Altbauten und bei der Renovierung denkmalgeschützter Fassaden werden Kastenfenster eingebaut. Auch wenn hohe Anforderungen an den Schallschutz gestellt werden sind Kastenfenster eine Alternative zu üblichen Schallschutzfenstern.

Wärme:
Alte Zweischeiben-Isolierverglasungen entsprechen nicht den heutigen technischen Regelwerken. Ihr U-Wert liegt je nach Ausführungsart, Rahmenanteil und Zustand sowie Anzahl der Dichtungen über 1,8 W/(m²K).
Ein zweites Fenster davor − entweder auf der Außenseite oder meistens auf der Innenseite − kann eine hilfreiche Verbesserungsmaßnahme darstellen, um Energie zu sparen. Das Grundprinzip ist das gleiche wie bei alten traditionellen Kastenfenstern. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das bestehende Fenster in der Regel bereits eine Isolierverglasung besitzt und dass die Dichtungen konsequent durchlaufen. Als eine weitere konstruktive Abweichung ist eine geringere Gesamtdicke der Konstruktion zu beobachten.

Berechnung des mittleren U-Wertes

Feuchte:
Während der Wärmedurchgangskoeffizient der einzelnen Scheiben alter Kastenfenster noch ungünstig hoch ist, weisen die Scheiben von verbesserten neueren Kastenfenstern einen günstigeren niedrigeren Wert auf. Trotzdem kann es bei diesen Konstruktionen vorkommen, dass sich im Winter an der Innenoberfläche der äußeren Verglasung → Oberflächentauwasser bildet. Dies tritt ein, wenn die Oberflächentemperatur der Fensterinnenseite unter die Taupunkttemperatur des angrenzenden Luftzwischenraumes sinkt.

Berechnung des Sättigungsdampfdrucks

Schall:
Isolierverglasungen können aus technisch-wirtschaftlichen Gründen nur mit Scheibenabständen bis zu etwa 24 mm ausgeführt werden. Die Kopplung zweier Einfachscheiben lässt sich jedoch durch weitere Vergrößerung des Abstandes vermindern und die Resonanzfrequenz des Systems zu tiefen Frequenzen hin verschieben. Große Scheibenabstände werden in der Regel mit Verbund- oder Kastenfenstern realisiert. In Sonderfällen (z. B. Studiofenster) werden manchmal zwei oder gar drei voneinander völlig getrennte Rahmen hintereinander angeordnet (Mehrrahmenfenster).

Der akustische Nachteil von Fenstern mit größeren Scheibenabständen besteht darin, dass sich im Luftzwischenraum stehende Wellen ausbilden können. Durch eine Hohlraumdämpfung, die natürlich nur durch Anordnung eines porösen Dämmstoffes am Fensterrahmen realisiert werden kann, lässt sich deren Einfluss vermindern. Damit wird außerdem bewirkt, dass die Resonanz weniger ausgeprägt ist. Der Aufwand für eine Hohlraumdämpfung ist erst bei Scheibenabständen von mindestens 50 mm sinnvoll (z.B. bei Kasten- oder Mehrrahmenfenstern) und führt dann zu einer Verbesserung des bewerteten Schalldämm-Maßes um bis zu 3 dB.

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>

-	Insbesondere die bauphysikalischen Einwirkungen durch Raum- und Außenklima müssen beachtet und die Anschlüsse zum Baukörper den Anforderungen aus Wärme-, Feuchte- und Schallschutz gerecht werden.
-	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.
-	Bei der Konstruktion von Kastenfenstern im Bestand muss darauf geachtet werden, dass der Innenflügel mit einer umlaufenden dampfdichten Abdichtung ausgestattet wird, wenn der Wert des Wärmedurchgangskoeffizienten des äußeren Fensters so schlecht ist, dass die Gefahr von Tauwasserbildung im Kastenzwischenraum besteht. Der Flügelzwischenraum muss nach außen hin belüftet werden.
-	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.
-	Äußere Einflüsse, wie Bauwerksbewegungen, dürfen die Abdichtungen nicht in ihrer Funktion beeinträchtigen.
-	Für Dichtungsmaterialien wie Kitte und Dichtungsmassen wurden früher Weichmacher wie PCB (polychlorierte Biphenyle) verwendet, die sich durch ihren Chloranteil und ihre chemische Struktur unterscheiden. PCB zählen zu den schwer flüchtigen Schadstoffen, sind sehr beständig und widerstandsfähig gegen Säuren und Laugen und biologisch schwer abbaubar. Da PCB im menschlichen Fettgewebe langfristig gespeichert werden und im Verdacht stehen, krebserregend zu wirken, sind sie in der BRD in bestimmten Konzentrationen oder Zusammensetzungen verboten (ChemVerbotsV, PCB-Richtlinie).

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

EnEV
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 68800 Holzschutz im Hochbau/Holzschutz
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
ChemVerbotsV Verordnung über Verbote und Beschränkungen des Inverkehrbringens gefährlicher Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse nach dem Chemikaliengesetz
PCB-Richtlinie Richtlinie für die Bewertung und Sanierung PCB-belasteter Baustoffe und Bauteile in Gebäuden

[1] ohne Anspruch auf Vollständigkeit

Für Dozent:innen

Für Student:innen

3. Fenster und Türen

Funktionen

Kastenfenster