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E-Book

Energieeffiziente Fenster und Verglasungen

AutorAndreas Wagner
VerlagSolarpraxis bei Beuth
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl144 Seiten
ISBN9783934595613
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis15,00 EUR

Fenster sind anspruchsvolle Gebäudekomponenten mit einem breiten Spektrum von Eigenschaften und Funktionen. Daraus ergibt sich ein enormer Gestaltungsspielraum bei der Planung von Gebäudefassaden für den Winter, weil Wärmeschutz und thermischer Komfort mit der heute verfügbaren Glas- und Fenstertechnologie gut beherrschbar sind. Ein größeres Augenmerk ist jetzt vielmehr auf den Wärmeeintrag in Gebäude im Sommer zu legen. Hier geht es um die konsequente Vermeidung hoher Kühllasten bei gleichzeitiger Tageslichtnutzung. Im Fokus dieses Buches stehen Verglasungen und Rahmen für einen verbesserten Wärmeschutz. Hierzu werden die thermischen und optischen Kennwerte und deren Einfluss auf den Energiebedarf für Heizen, Kühlen und Beleuchten erläutert. Weitere Themen sind fortgeschrittene Wärmeschutzverglasungen, optimierte Montage im Bauwerk, Tageslichtlenkung und Sonnenschutz sowie Kriterien zur ökologischen Bewertung verschiedener Fenstersysteme.

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Leseprobe

7 Energie und Ökologie (S. 94-95)

Ein Kriterium von zunehmender Bedeutung bei der Gebäudeplanung bzw. der Auswahl von Baumaterialien und Bauteilen stellt die gesamte durch ein Bauwerk verursachte Umweltbelastung dar, d.h. Verbrauch von Ressourcen, Beeinträchtigung und Inanspruchnahme von Luft, Boden, Wasser und Schäden an Lebewesen. Allerdings ist eine solche gesamtheitliche Betrachtung, in welcher der (prognostizierte) Energiebedarf während der Nutzungsphase nur einen Teilbereich ausmacht, äußerst komplex, da zusätzlich zu den Energieströmen sämtliche stofflichen Ströme und auch Emissionen vollständig und quantitativ über den gesamten Lebenszyklus erfasst oder geschätzt werden müssen. Auf Basis einer solchen Bilanzierung vom Rohstoffabbau über Transportvorgänge, Herstellung und die gesamte Nutzungsphase bis hin zum Re- oder Downcycling bzw. zur Entsorgung können dann Umwelteinwirkungen wie Treibhauseffekt, Bodenversauerung, Humantoxizität u. v. a. bestimmt und die Auswirkungen bewertet werden. Während die rein energetische Bilanzierung mit einer überschaubaren Anzahl festzulegender Randbedingungen weitgehend unproblematisch ist und für die Gebäudeoptimierung auch schon seit längerem herangezogen wird, haben sich Lebenszyklusanalysen und Ökobilanzen wegen ihrer hohen Komplexität noch nicht im Planungsalltag etabliert.

7.1 Das Fenster in der Energiebilanz des Gebäudes

Die in Kap. 2.2 formulierten Anforderungen an Fenster implizieren deren Einfluss auf den Energiebedarf zum Heizen, Lüften, Kühlen und Beleuchten. Wie stark jeder dieser Teilbereiche der Gesamtenergiebilanz eines Gebäudes jeweils berührt wird, hängt vom Außenklima, der Nutzungsart und den damit zusammenhängenden raumklimatischen Anforderungen sowie verschiedenen gebäude- und raumspezifischen Parametern ab. Zu diesen gehören u.a.:

• Lage, Anordnung und Ausrichtung des Gebäudes,
• Geometrie und Struktur des Baukörpers, Grundrisskonzept, Geschosshöhen und Raumtiefe,
• Orientierung, Anordnung und Flächenanteile der Fenster an den einzelnen Fassaden, Verglasungsqualität, Sonnen-/Blendschutz sowie
• Innenraumgestaltung (Oberflächen, aktivierbare Speichermasse), Möglichkeit zur freien Lüftung bzw. Nachtlüftung.

Betrachtet man nur die fensterabhängigen Einflussparameter, so spielen für den Heiz- und Kühlenergiebedarf die durch das bauliche Umfeld verursachten und gebäudeeigene Verschattungen, die Orientierung der Fenster, der Verglasungsanteil an den einzelnen Fassaden, die Verglasungsqualität sowie Sonnenschutzeinrichtungen eine bedeutende Rolle. Für die Tageslichtnutzung kommen noch die Anordnung der Fenster in der Fassade sowie eventuell zusätzliche Blendschutzeinrichtungen dazu. Das Bauen mit Glas wird häufig mit Begriffen wie „Solares Bauen" oder „Solararchitektur" verknüpft, unter denen sich eine ganze Bandbreite von Strategien, Technologien und Philosophien subsumiert. Leitgedanke ist dabei vornehmlich die direkte Nutzung von solarer Strahlungsenergie in Form von Wärme und Licht im Gebäudeinneren.

Heute verfügbare Verglasungen und Rahmen ermöglichen – im Wohnungsbau – tatsächlich substantielle solare Heizwärmegewinne und können sogar zu einer positiven Energiebilanz des Bauteils Fenster über die gesamte Heizperiode beitragen (vgl. Abb. 18). Andererseits zeigen selbst Passivhäuser, dass das winterliche Solarstrahlungsangebot trotz minimaler Wärmeverluste nicht ausreicht, um vollständig auf eine zusätzliche Beheizung zu verzichten.

Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis4
Vorwort6
1. Fenstertechnologie im Wandel7
2. Gestaltung und Funktion von Fenstern10
2.1 Gestalterische Aspekte10
2.2 Funktionale Anforderungen13
3. Bauphysikalische Grundlagen und Kennwerte19
3.1 Licht- und Strahlungsdurchlässigkeit19
3.2 Wärmetransport24
3.3 Thermische Behaglichkeit29
3.4 Taupunktunterschreitung32
3.5 Schallschutz33
3.6 Tageslichtnutzung34
4. Verglasungen und Rahmen für verbesserten Wärmeschutz40
4.1 Thermische Qualität und Behaglichkeitsaspekte40
4.2 Selektive Beschichtungen für Wärme-und Sonnenschutzverglasungen44
4.3 Gasfüllungen im Scheibenzwischenraum50
4.4 Neue Werkstoffe für den Randverbund53
4.5 Der Rahmen für sehr gut wärmedämmende Verglasungen57
4.6 Übersicht über marktverfügbare Verglasungen63
5 Innovativer Sonnenschutz und Lichtlenkung66
5.1 Sonnen- und Blendschutzsysteme66
5.2 Sonnenschutzverglasungen70
5.3 Schaltbare Gläser zur Steuerung von Solarstrahlung und Licht72
5.4 Richtungsselektive und lichtlenkende Verglasungen78
6 Bautechnische Aspekte – das Fenster in der Gebäudehülle84
6.1 Der Einbau von Fenstern85
6.2 Erhaltung und energetische Sanierung von Fenstern90
7 Energie und Ökologie95
7.1 Das Fenster in der Energiebilanz des Gebäudes95
7.2 Ökologische Bewertung von Fenstern110
8 Berechnungsprogramme für Fenster118
9 Zitierte Literatur und Abbildungsverzeichnis123
9.1 Zitierte Literatur123
9.2 Abbildungen129
10 Laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben133
10.1 Laufende und kürzlich abgeschlossene Forschungsvorhaben133
10.2 Forschungsberichte136
11 Weiterführende Literatur140
12 Autor145
Co-Autoren145

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