Fenster: Gesamt-U-Wert ermitteln

Als Maß für den Energieverlust und damit auch für die Wärmedämmung gilt der U-Wert (früher k-Wert): Der U-Wert gibt an, wie viel Wärme (Energie) in Watt (W) pro Bauteilfläche (m²) und Kelvin (K) Temperaturdifferenz zwischen innen und außen fließt (verloren geht), er wird in W/m²K angegeben. Je höher der U-Wert eines Bauteils ist, umso schlechter ist also seine Wärmedämmung (mehr zum Thema U-Wert).

U-Wert am Fenster

Für die Ermittlung des U-Werts des gesamten Fensters Uw (w für window, Fenster) wird dieses idealisiert in 3 Zonen zerlegt, nämlich in den Glasbereich (Ug), in den Rahmen (Uf) und den Übergangsbereich zwischen den beiden, den Glasrandverbund ψ (psi). Aus diesen Komponenten wird Uw gemäß der Norm EN 10077-1 nach folgender Formel berechnet:

Uw = (Ag . Ug + Af . Uf + lg . ψg) / Aw

Einheit: W/m²K

Uw: U-Wert des Fensters [m²] (w=Window, engl. Fenster)
Aw: Fläche des gesamten Fensters inkl. Rahmen
Ag: sichtbare Verglasungsfläche [m²] (g=glas, engl. Verglasung)
Ug: ungestörter Glas U-Wert [W/m²K]
Af: Fläche des Rahmens [m²] (f=Frame, engl. Rahmen)
Uf: U-Wert des Rahmens [W/m²K]
lg : Umfang der Verglasung (Länge des Glasrandverbunds)
ψg (sprich: psi): Wärmebrückenverlustkoeffizient des Glasrandes in W/mK

Hinweis: Bei Berechnung von Gebäudeverlusten ist der eingebaute Zustand maßgeblich. Dazu muss noch eine weitere Wärmebrücke entIang des Einbauumfangs (Außenumfang des Rahmens) berücksichtigt werden. Diese wird mit dem Zuschlag
le . ψe
bewertet.

le: der Einbauumfang des Fensters in m

ψe (sprich: psi): der Wärmebrückenverlustkoeffizient des Fenstereinbaus W/mK

Die Größenordnung für den zusammengefassten Wert ψe+ψg liegt etwa zwischen 0,4 W/mK (nicht überdämmter Rahmen) bis 0,2 W/mK (überdämmter Rahmen). Für hochoptimierte Passivhausfenster mit optimal überdämmtem Einbau sind sogar leicht negative Koeffizienten möglich (d.h. die "Wärmebrücke" wurde sogar etwas überkompensiert und ist dadurch thermisch etwas besser als die ungestörte Wand).

U-Wert des Glases Ug

Das Glas nimmt den größten Anteil am Fenster ein und hat damit den größten Einfluss auf den U-Wert des gesamten Fensters. Der U-Wert des Glas Ug hängt von der Anzahl der Scheiben (2 oder 3), der Anzahl der Beschichtungen (1 oder 2) und der Gasfüllung (Argon oder Krypton) ab (mehr zum Thema Verglasung)

Glasaufbau	Gas	Anzahl der Scheiben	Abstand der Scheiben [mm]	Anzahl Beschich- tungen	Ug [W/m²K]	g [%]
4b/18Ar/4	Argon	2	18	1	1,1	63
4b/18Ar/4b	Argon	2	18	2	1,0	52
4b/12Ar/4/12Ar/4b	Argon	3	12 + 12	2	0,7	47-60
4b/16Ar/4/16Ar/4b	Argon	3	16 + 16	2	0,6	47-60
4b/12Kr/4/12Kr/4b	Krypton	3	12 + 12	2	0,5	47-60
4b/18Ar/4/18Ar/4b	Argon	3	18 + 18	2	0,5	47-60

Quelle: Fa. Lagler

U-Wert des Rahmens Uf

Der Einfluss der Rahmendämmung hängt wegen seiner fix vorgegebenen Breite von der Größe und Teilung der Fenster ab. Der Flächenanteil des Rahmens am gesamten Fenster liegt typischerweise zwischen 25 und 40 %. Je kleiner und geteilter (zwei-flügelig, dreiflügelig usw.) ein Fenster ist, umso größer ist die Wichtigkeit eines niedrigen Rahmen-U-Werts Uf.
Die Größe des Uf-Werts hängt bei Holz- und Holz-Alu-Fenstern von der Rahmenstärke ab, bei Kunststoff- und Kunststoff-Alu von der Anzahl der Hohlkammern im Profil. Dazu kommt der Einfluss von etwaigen Dämmstoffen wie Styropor, Styrodur, PUR, Kork ua., die den Uf zusätzlich deutlich verbessern. Bemerkenswert ist, dass die besten Rahmen immer noch um 50 % schlechter dämmen als die beste 3-Scheibenverglasung (URahmen max. 0,75, UGlas max. 0,5).

Rahmenaufbau	Rahmen-U-Wert [W/m²K]
Holz 70 mm (Fichte)	1,4
PVC 70 mm (5 Kammern)	1,4
Holz 80 mm (Fichte)	1,3
Holz 80 mm + 10 mm PUR	1,2
PVC 90 mm (5 Kammern)	1,0
Holz 80 mm + 40 mm PUR	0,8

Tipp: Achten Sie bei Ihrem Energieausweis darauf, dass bei der Rahmenbreite nur die sichtbare Breite eingesetzt wird!

ψ-Wert des Glasrandverbunds

Der Ug-Wert gilt streng genommen nur in der Mitte einer mindestens 1 x 1 m großen Scheibe. Je weiter man nach außen geht, desto schlechter wird die Wärmedämmung, weil der (oft aus Metall bestehende) Glasrandverbund an Einfluss gewinnt. Diese Wärmebrücke wird im ψ (sprich psi)-Wert pro Laufmeter Glasrand ausgedrückt, seine Einheit ist deshalb W/mK. Die Größe der Wärmebrücke hängt neben dem Glaseinstand in erster Linie vom Material des Abstandhalters ab, der ψ-Wert kann bis zum 4-fachen variieren (0,025 bis 0,1 W/mK). Er ist auch ein Maß für die Kondensatneigung am Glasrand.

Produkt/Hersteller	Materialien	Wärmebrücke ψ [W/mK] *)	Glasrand- Temperatur **)	Kondensat zu erwarten ***)
Diverse	Aluminium	0,090	5,6°	ja
Diverse	Edelstahl	0,055	9,5°	ja
Thermix	Kunststoff/ Edelstahl	0,040	11,9°	nein
TGI	Kunststoff/ Edelstahl	0,035	12,7°	nein
Swisspacer	Kunststoff GFK	0,030	13,6°	nein
Superspacer	Kunststoff Silikonschaum	0,027	13,8°	nein

*) Anwendungsfall Holz-Alu-Fenster System Royal NT der Fa. Lagler
**) bei -10°C Außentemperatur 
***) bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit im Innenraum
Quelle: Fa. Lagler

U-Wert des Fensters Uw

Der U-Wert des gesamten Fensters Uw ist das wichtigste Beurteilungskriterium für dessen Wärmedämmung. Die am Markt erhältlichen Varianten liegen dabei je nach Glas, Rahmen und Glasrandverbund um bis zu 100 % auseinander. Niedrige Uw-Wert lassen sich - unabhängig von anderen technischen Kriterien - mit allen gängigen Werkstoffen (Holz, Holz-Alu, Kunststoff, Kunststoff-Alu) samt etwaigen Dämmstoffen erzielen.

Bedenken Sie, dass auch bestdämmende Fenster noch immer 3 Mal soviel Wärme durchlassen wie eine moderne Außenwand! Der oft zu hörende Ausspruch „Ich baue ja eh kein Passivhaus, deshalb brauche ich auch kein hoch dämmendes Fenster“ geht an der Realität vorbei, weil durch das beste am Markt erhältliche Fenster (Uw ca. 0,65) mindestens 3 Mal so viel Energie verloren geht wie durch eine halbwegs zeitgemäße Außenwand (U 0,2), verglichen mit einer Passivhauswand (U 0,1) ist es sogar 7 Mal so viel!

Bauteil	Rahmen-U-Wert [W/m²K]
Standardfenster	1,3
Niedrigenergiehausfenster	0,9 - 1,0
Passivhausfenster	0,8
Ziegel + 20 cm VWS	0,17
Ziegel + 30 cm VWS	0,11