Die Energieeffizienz der Fenster hat sich im ersten Semester 2010 in der Schweiz stark verbessert. Weil Bund und Kantone die energetische Gebäudesanierung seit Anfang Jahr mit dem Gebäudeprogramm finanziell unterstützen, wurden erstens viele alte Fenster ausgetauscht und zweitens durchwegs Produkte mit hochwertigen Wärmeschutzstandards eingebaut. Die grössten Hersteller haben nun sogar gemerkt, dass selbst doppelt verglaste Isolierfenster den Ansprüchen kaum mehr genügen und ihr Absatz unter denjenigen der Modelle mit Dreifachverglasung gefallen ist. Strengere Bauvorschriften treiben diesen technischen Wandel zusätzlich voran.

Wie viel Wärme ein Fenster nach draussen entweichen lässt, ist messbar: mit dem sogenannten Wärmedurchgangskoeffizienten oder U-Wert, der in W/m2 K gemessen wird (siehe unten: «Für den Durchblick»). Je tiefer der Wert, desto energiesparender ist das Fenster. Will sich ein Hausbesitzer seinen Förderbeitrag aus dem nationalen Gebäudeprogramm gutschreiben lassen, muss der U-Wert einer neu eingebauten Verglasung 0,7 oder weniger betragen. Ein solcher Wärmedämmwert ist nur mit einer Isolierverglasung mit drei Scheiben zu erreichen. Zum Vergleich: Der U-Wert einer gut gedämmten Wand beträgt etwa 0,2; bei Minergie-P-Häusern wird sogar 0,1 verlangt.

Die Frage, ob neue Fenster – bei Sanierungen ebenso wie bei Neubauten – zwei- oder dreifach verglast sein sollen, hat sich somit fast von selbst beantwortet. Mit Zweifachverglasung ist der Wärmeschutzstandard eines Fensters nämlich nur halb so gut wie mit drei Gläsern. Und wird beim Fensterersatz das Optimum verlangt, kann der Wärmedurchlass dank Dreifachverglasung um bis zu vier Fünftel reduziert werden.

Auch andere Konstruktionsdetails sind gemäss Beat Rudin, Geschäftsführer des Schweizerischen Fachverbands Fenster- und Fassadenbranche (FFF), in den vergangenen Jahren geändert worden, um die Dämmwerte weiter zu verbessern. Zuletzt wurden unter anderem die sogenannten Abstandhalter energie- und materialtechnisch verbessert. Diese trennen die zwei oder drei Gläser einer Isolierverglasung. Bei 80 Prozent der neuen Fenster werden dafür heute Kunststoffteile eingesetzt, die nur wenig Wärme von der einen zur anderen Scheibe übertragen. Ein Fünftel der neuen Fenster wird aber nach wie vor mit wärmeleitenden Aluminiumhaltern ausgerüstet. Unabhängig davon, ob die Fensterlieferanten dies deklarieren: Hausbesitzer, die nichts dem Zufall überlassen wollen, fragen bei der Bestellung am besten nach und verlangen explizit Abstandhalter aus Kunststoff.

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Nicht nur die Kunststoffhalter, sondern auch andere Dinge sind für die Bauherrschaft unsichtbar, aber trotzdem wichtig für die Qualität eines Fensters: Dazu gehört beispielsweise die Füllung zwischen den einzelnen Scheiben. Bei einer Dreifachverglasung wird dafür meist ein Edelgas – Argon oder Krypton – verwendet. Diese Gasfüllung verhindert den Luftdurchlass und reduziert den Wärmedurchtritt. Dreifach verglaste Fenster, die Krypton enthalten, können sogar einen kaum zu unterbietenden U-Wert von 0,5 erreichen. Die Produktion dieses Edelgases verbraucht jedoch viel Energie und ist vergleichsweise teuer, weshalb die billigere Variante Argon im Fensterbau häufiger eingesetzt wird. Obwohl der Wärmeschutz dadurch schlechter wird, sind die Zwischenräume bei neun von zehn Fenstern mit Argon gefüllt.

Fenster mit Vakuumverglasung sind dagegen noch Zukunftsmusik (siehe Artikel zum Thema «Isolation: Das Nichts dämmt am besten»). Das Prinzip verspricht zwar Erfolg: Ohne Luft oder Gas zwischen den Scheiben wird jeglicher Wärmefluss unterbunden, und auch Schallwellen würden draussen bleiben. Mit einer Vakuumverglasung wären U-Werte unter 0,5 möglich. Verschiedene Hersteller haben eigene Forschungsprojekte dazu initiiert. Bis wann das Vakuumfenster marktreif wird, ist gemäss FFF-Geschäftsführer Rudin unklar. Der Grund: Solche Fenster sind schwierig zu konstruieren, und der Wärmeschutzstandard wäre im Vergleich zu heutigen Fenstern nur wenig besser. Etliche Hersteller warten also ab. In absehbarer Zeit gehe es darum, so Rudin, den jetzt vollzogenen Schritt von zwei- zu dreifach verglasten Fenstern auf dem Markt zu konsolidieren.

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Den aktuellen technischen Wandel überlebt hat die Beschichtung der Gläser. Um den Isoliereffekt zu erhöhen, werden seit vielen Jahren in einem elektrochemischen Verfahren Metallschichten auf eine Glasseite aufgetragen. Diese Schichten sind wenige Millionstelmillimeter dünn, enthalten sehr oft Silber und sind nur für Lichtstrahlen durchlässig. Die langwelligen Wärmestrahlen der Sonne werden reflektiert. Dank dieser Beschichtung wird die Fähigkeit der Gläser zur Wärmeaufnahme und -abstrahlung enorm reduziert. Fenstergläser werden inwendig beschichtet. Diese Schichten erhöhen aber nicht nur die Wärmedämmung: Sie werden auch zur Verbesserung des Reinigungseffekts oder sogar zur Entspiegelung eingesetzt. Zu erwarten ist, dass mit Hilfe der Nanotechnologie neuartige Beschichtungsvarianten entwickelt werden, unter anderem auch als Gestaltungsmittel für Fenstergläser – womit sich die Scheiben tönen und färben lassen würden.

Den Fokus bei Fenstern zu sehr auf die Wärmedämmung zu richten kann aber auch kontraproduktiv sein. Schliesslich heizt ja auch die Sonne, wenn sie durchs Fenster scheint, die Wohnräume mit – das kann durchaus erwünscht sein. Wie viel Sonnenwärme das Fenster passieren kann, gibt der Gesamtenergiedurchlass oder g-Wert an. Ein tiefer U-Wert verringert auch den g-Wert. Der g-Wert eines zweifach verglasten Fensters liegt beispielsweise bei 0,75. Das bedeutet, dass 75 Prozent der eingestrahlten Wärme in den Raum gelangen. Werden die Gläser beschichtet, sinkt der Wert auf 0,55. Mit Dreifachverglasung ist ein g-Wert um 0,70 zu erreichen; mit Beschichtung reduziert er sich auf 0,45.

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Je nach Exposition und Grösse eines Fensters kann es ratsam sein, von den üblichen Standards abzuweichen und eine speziell zugeschnittene Lösung zu wählen. Kleinformatige Fenster oder Fenster bei konventionell gedämmten Wohnhäusern können durchaus auch auf einen möglichst hohen Gesamtenergiedurchlass optimiert werden, obwohl dadurch im Sommer das Risiko einer Überhitzung der Wohnräume eher auftreten kann. Bei grossflächigen Verglasungen wiederum, wo die Sonneneinstrahlung im Sommer zum Problem werden kann, sollte der Gesamtdurchlass entsprechend verringert werden.

Sämtliche Fortschritte beim Glas erhöhen die Dämmwirkung, aber das Fenster bleibt – gemessen an den Dämmwerten von isolierten Mauern und Dächern – ein energetisches Leck in der Aussenwand. Mit der Wahl des richtigen Rahmens und einer korrekten Montage lässt sich dieses zusätzlich stopfen. Moderne Fassaden mit bündig montierten Fenstern helfen etwa, Wärmebrücken zu umgehen.

Grundsätzlich aber ist das Fenster in der Dämmschicht zu montieren respektive der Blendrahmen mit der Isolation zu überdecken. Werden beim Tausch alter gegen neue Fenster die bisherigen Rahmen weiterverwendet, bleiben vorhandene undichte Stellen meist bestehen. Trotzdem können die sogenannten Renovationsfenster bei denkmalpflegerischen Auflagen eine taugliche Sanierungsvariante sein, weil der neue Blendrahmen auf den alten aufgeschraubt wird und keine Maurerarbeiten erforderlich sind.

Um Rahmen und Material brauchen sich Hausbesitzer bei der Wahl der Fenster nicht gross zu kümmern, hier haben sich hohe Standards etabliert: Bei Wärmeschutzfenstern sind die Profile automatisch schlanker geworden, und das Rahmenmaterial richtet sich meistens nach dem Verwendungsort. In Einfamilienhäusern und Eigentumswohnungen werden hauptsächlich Fenster aus Holz und Metall eingebaut. Deren Fensterflügel sind aussen mit Aluminium abgedeckt, um sie vor der Witterung zu schützen und den Unterhalt zu vereinfachen. Vollmetallfenster werden mittlerweile auch im Wohnungsbau eingesetzt; sie sind allerdings viel teurer als die Variante in Holz. Das Kunststofffenster dominiert aus ökonomischen Gründen derweil den Mietwohnungsbereich. Der U-Wert eines Kunststoffrahmens kann jedoch einiges schlechter sein als beim Holzmetallfenster.

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Den hochwertigen Schallschutz bestimmen beim Fenster fast identische Details wie bei der Wärmedämmung. Zum einen braucht es eine einwandfreie Montage und einen dicht eingebauten Rahmen. Beachtenswert sind vor allem auch die Schwachstellen bei allenfalls vorhandenen Rollladenkästen. Zum anderen schützen Fenster mit Dreifachverglasung grundsätzlich besser vor Aussenlärm als zweifach verglaste Modelle. Um die Dämmung gegen Lärm zu verbessern, achten viele Hersteller darauf, den Abstand zwischen den drei Scheiben unterschiedlich gross zu machen. Ansonsten kann die Eigenschwingung der Glasscheiben die Schallwirkung sogar erhöhen.

Die Schalldämmung eines Fensters wird durch den R-Wert angegeben, der in Dezibel gemessen wird: Fenster mit Werten bis 32 Dezibel sind überall geeignet, wo nicht mit übermässigem Lärm gerechnet werden muss. Belastete Standorte verlangen dagegen einen R-Wert bis 37 Dezibel. Mit dem Einbau sinkt diese theoretische Zahl jedoch. Der tatsächliche Wert eines Fensters ist um mindestens zwei Dezibel geringer als von den Herstellern angegeben.

Aus Lärmschutzgründen wird häufig eine zweifache Dichtung der Flügelrahmen verlangt. Tatsächlich ist der dadurch erzielte Effekt nur gering. Mit Hilfe einer zweiten, raumseitigen Dichtung wird aber auf jeden Fall die Bildung von Kondenswasser reduziert.

Mit Gütesiegeln und Standards versucht die Branche zusätzlich, die Qualitätsmerkmale der Fenster hervorzuheben. Das Zertifikat «Schweizer Qualitätsfenster, geprüft» soll unter anderem auf die hochwertige Produktion verweisen. Vergeben wird das Label vom Fachverband.

Der Verein Minergie hat zudem Module für zertifizierbare Bauteile entwickelt. Danach hat ein Minergie-Fenster Mindeststandards beim Wärmeschutz, in Bezug auf Rahmen und Verglasung, bei der Kondenswasserbildung sowie bei Dichtigkeit und Tageslichtnutzung zu erfüllen. Noch mehr wird für das Prädikat «Top-Fenster» verlangt, das auch eine optimale Tageslichtnutzung und solare Energiegewinne garantiert. Diese Eigenschaften werden bisher nur durch dreifach verglaste Fenster mit Spezialrahmen erreicht.

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Das Fenster ist angesichts gestiegener technischer und konstruktiver Anforderungen zum Hightechprodukt geworden. Der Preis für diesen Wandel ist vergleichsweise bescheiden geblieben. Die Kosten für dreifach verglaste Fenster sind in den vergangenen vier Jahren um einen Drittel gefallen, wie die Stiftung Klimarappen meldet. Somit ist die Differenz zu konventionellen Modellen derart weit gesunken, dass ein Minergie-Fenster aktuell für weniger als zehn Prozent Aufpreis gegenüber einem Standardfenster zu haben ist. Als Richtspanne für die Anschaffung neuer Holzmetallfenster gelten 700 bis 900 Franken pro Quadratmeter.

Für den Durchblick: Die technischen Werte

U-Wert
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) ist die Masseinheit zur Ermittlung des Wärme­verlusts. Er gibt die Energiemenge an, die pro Zeiteinheit durch einen Quadratmeter eines Bauteils bei einem Temperaturunterschied der angrenzenden Raum- und Aussenluft von einem Kelvin (K) dringt. Je kleiner der U-Wert, desto grösser die Dämmung. Die Masseinheit ist W/m2 K. Bei konventionellen Isolierverglasungen beträgt der Energieaustausch:
33 Prozent Wärmeleitung
67 Prozent Strahlung

g-Wert
Der g-Wert weist aus, wie viel Energie von der auftreffenden Sonnenstrahlung durch die ­Verglasung ins Innere gelangt. Der Gesamt­energiedurchlass setzt sich aus zwei Teilen zusammen: aus der direkten Strahlungstransmission und der sekundären Wärmeabgabe gegen innen und aussen. Letztere resultiert aus der Erwärmung von Glas.

Transmission, Reflexion und Absorption
Glas lässt einen bestimmten Anteil Strahlen durch (Transmission) und hält einen Teil ­davon durch Aufnahme (Absorption) und ­Zurückwerfen (Reflexion) auf. Die Summe aus Reflexion, Transmission und Absorption ergibt immer 100 Prozent. Bei der Strahlung muss zudem zwischen dem Anteil des sichtbaren Bereichs (Lichtstrahlen) und der Strahlung im ganzen Sonnenspektrum unterschieden werden, dazu gehören vor allem Wärmestrahlen.