5.5. Wärmebrücken an Fenstern, Türen und Rolladenkästen

5.5.
Wärmebrücken an Fenstern, Türen
und Rolladenkästen
Wärmebrücken an Fenstern und Türen können einerseits im inneren Aufbau dieser Bauteile entstehen und andererseits durch die Art ihrer Montage in der umgebenden Wand, wozu auch die Vorkehrungen zählen, die an der Wand für ihren Einbau getroffen werden. Rolladenkästen wurden im
Untersuchungsgebiet nicht als Bauteile mit Wärmebrücken abgesehen, sondern als komplette Wärmebrücke, da alle bekannten Rolladenkästen an allen Trennflächen zwischen kalt und warm und nicht nur
an bestimmten Stellen eine so geringe Dämmung aufweisen, daß sie die vom DT-NEH-Standard gestellten k-Wert-Anforderungen an Außenwände von < 0,2 W/m²K weit verfehlen. An sie wurden deshalb
insgesamt besondere Anforderungen gestellt. Nachfolgend werden zunächst die Wärmebrücken an Fenstern und Fenstertüren, dann die an Wohnungs- und Haustüren und als drittes die an Rolladenkästen
behandelt.
Wärmebrücken an Fenstern und Fenstertüren selbst gibt es konstruktionsbedingt an den Verglasungen, den Fensterflügeln und den Blendrahmen. Montagebedingte Wärmebrücken kann es durch in die
Hohlräume zwischen Blendrahmen und Mauerwerk eingebrachte Füllstoffe geben. Eine weitere wichtige, hier den Fenstern zugerechnete Wärmebrücke gibt es dann noch beim zweischaligen Mauerwerk an
den Fenstermauernasen, also den Vorsprüngen der inneren Mauerschale in den Schalenzwischenraum
hinein, die extra zur Befestigung der Fenster hergestellt werden und gegenüber der sonst reinen Dämmstoff-Füllung des Schalenzwischenraums eine deutlich erhöhte Wärmeableitung von der warmen Innenmauer nach außen bewirken.
Als Verglasungen wurden Untersuchungsgebiet in senkrecht eingebauten Fenstern und Fenstertüren
ausschließlich Zweischeiben-Wärmeschutzgläser mit kV-Werten von 0,9 - 1,4 W/m²K eingeplant; bei
Dachflächenfenstern kamen auch Gläser mit kV-Werten von 1,5 - 1,8 W/m²K vor, die teils den gestellten
Anforderungen nicht mehr genügten. Bei Gläsern mit solchen kV-Werten stellt der metallische Randverbund der Scheiben eine relativ große Wärmebrücke dar, der den mittleren kV-Wert der Scheiben
spürbar beeinflußt. Kleine Scheiben mit verhältnismäßig viel Randlänge pro Fläche haben durch
diese Wärmebrücke tatsächlich deutlich schlechtere kV-Werte als die ca. 80 x 130 cm großen "Normalscheiben", an denen die veröffentlichten Glasdaten gemessen werden, größere Scheiben dafür niedrigere. Da in allen Häusern verschiedene Scheibengrößen vorkommen und weder die Glaser noch die
Gashändler üblicherweise in der Lage sind, hierüber belastbare Daten zu liefern, wurde eine quantitative Analyse dieser Effekte nicht vorgenommen. In der Bauberatung wurde jedoch von Verglasungen
mit echter Sprossenunterteilung abgeraten, da sich dabei diese Wärmebrücken-Effekte stark auswirken.
Als Rahmenmaterial wurden bei normalen Fenstern und Fenstertüren in allen bis auf ein MFH entweder Kunststoff- oder Holzrahmen der Rahmengruppe 1 eingesetzt. In dem einen MFH wurden thermisch getrennte Aluminiumrahmen der Rahmengruppe 2.1 eingebaut und als Sonderfall wurde noch in
einem EFH ein vorgebauter Glaserker aus Aluminiumprofilen unbekannter Qualität hergestellt.
Rahmen der Rahmengruppe 1 haben gegenüber Zweischeiben-Wärmeschutzverglasungen mit k V-Werten von < 1,5 W/m²K bereits einen mäßig bis stark erhöhten Wärmedurchgang und stellen insofern
bereits geringe bis mittlere Wärmebrücken dar. Sie wurden aber nicht beanstandet und auch nicht weiter
untersucht, da eine bessere Rahmenqualität weder vorgeschrieben noch verfügbar war. Die Aluminiumrahmen der Rahmengruppe 2.1 und der Aluminiumprofil-Erker stellten dagegen Verstöße gegen die
Bauteil-Vorgaben dar, über die sich die Investoren nicht klar waren.
Durch Hohlraum-Füllstoffe der Fugen zwischen der Außenseite der Fenster-Blendrahmen und dem
umgebenden Mauerwerk entstanden bei mehreren NEH Wärmebrücken und zwar immer dann, wenn
steinerne Fensterbänke so auf den Brüstungsmauern montiert wurden, daß ihre Außenseite unterhalb
des Fensterrahmens lag und dort ein Stück weit nach außen ragten. Die Einstecktiefe dieser Fensterbänke beträgt zwar nur zwischen zwei und etwa 6 Zentimetern, verdrängt in dieser Tiefe aber die im
Brüstungsbereich ohnehin nur geringe Wärmedämmung und bewirkt dadurch erhöhte Wärmeabflüsse.
In eingen Objekten wurde in dem beengten Raum hinter solchen eingesteckten Fensterbänken überhaupt kein Dämmstoff eingebaut, so daß sich insgesamt eine sehr starke Schwachstelle ergab.
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In mehreren NEH wurden die Fugen zwischen Blendrahmen und Oberkante der Brüstungsmauer bzw.
bei bodentiefen Fenstern die Fugen zwischen Unterkante des Blendrahmens und der Rohdecke sogar
nur mit kleinformatigem Mauerwerk verfüllt, so daß hier sehr starke Wärmebrücken entstanden. Bei
Füllstoffen der Fugen an den seitlichen Laibungen und im Sturzbereich von Fenstern und Fenstertüren
traten solche Probleme nicht auf.
Die wichtigsten Wärmebrücken gab es an den für die Fensterbefestigung vorgesehenen Mauernasen zweischaliger Wandkonstruktionen. Zu deren Verringerung oder Vermeidung wurde deshalb
auch der meiste Planngs- und Beratungsaufwand aufgebracht. Das Grundproblem besteht hier darin,
daß für die Herstellung dieser Mauervorsprünge meist kleinformatige Steine mit 11,5 cm Stärke verwendet werden, die bei KS- und Ziegelmauerwerk eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (l-Werte zwischen
0,6 und 1,0 W/mK) haben und auch bei Porenbeton (l-Werte zwischen 0,12 und 0,18 W/mK) noch
einen mehrfach höheren Wärmeabfluß bewirken als die sonstige Dämmstoffüllung des Schalenzwischenraums (l-Werte zwischen 0,035 und 0,045 W/mK). Diese Steine ragen von ihrem direkten
Anschluß an die warme Innenmauer durch die Dämmschicht hindurch bis an die kalte Vormauer hinaus
und bilden dadurch in den konventionellen Bauweise eine sehr starke Wärmebrücke.
Möglichkeiten zur Minderung dieser Wärmebrücke bestehen zunächst darin, daß die Mauernasen
statt aus gut wärmeleitendem aus weniger wärmeleitendem Mauerwerk hergestellt werden. Diese Lösung wurde in insgesamt sechs sonst aus KS- oder Ziegel gemauerten Häusern praktiziert, indem diese
Vorsprünge aus Porenbeton-Steinen hergestellt wurden. Hierbei entsteht allerdings ein Mischmauerwerk
mit eventuell anderen Folgeproblemen. Weiterhin kann man die Mauernase nicht ganz bis an den kalten
Klinker hinausmauern, sondern etwa 4-6 cm innenseitig der Vormauer enden lassen und den verbleibenden Spalt mit einem Hartschaum-Dämmstreifen überbrücken, der bei gleicher Dicke eine etwa vierfach höhere Dämmwirkung als ein leichter Porenbeton hat. Diese Variante wurde in acht NEH angewandt. Schließlich kann man auf die Mauernase auch ganz verzichten, wenn man eine andere Überbrückung des Schalenzwischenraums einbaut, die sich auch zur Fensterbefestigung eignet. Diese Idee
wurde auch mehrfach realisiert. In fünf NEH im Untersuchungsgebiet wurde statt einer Mauernase ein
imprägnierter ca. 14 x 10 cm starker Massivholzrahmen als Schalenüberbrückung eingebaut, in einem
weiteren eine etwa 22 mm starke Brett-Zarge. Die in der Beratung auch vorgeschlagene Lösung, eine
industriell gefertigten Kunststoff-Zarge einzubauen, die bei gleichem thermischem Effekt wie bei einer
Brettschichtholz-Zarge den Vorteil höherer Umempfindlichkeit gegen Feuchte oder Nässe gehabt hätte,
wurde dagegen nicht realisiert. Völlig unzufriedenstellende Lösungen für diese Wärmebrücke gibt es
insgesamt nur eine, wo bei bei einem sonst insgesamt aus Porenbeton-Mauerwerk hergestellten Haus
die Mauernasen aus kleinformtigem KS hergestellt wurden, womit gegenüber dem Verbauen des sonstigen Porenbetons eine wesentliche Verstärkung der Wärmebrücke erreicht wurde. (Bild 5.5-1) zeigt die
realisierte Variantenvielfalt im Überblick.
Variantenhäufigkeit der Wärmebrücken-Vermeidung
an Fenstermauernasen
Material der
inneren
Mauerschale
Kalksandstein
Ziegel
Porenbeton
Bild 5.5- 1:
Zarge
aus
aus
Brett
Balken
Mauernase aus Porenbeton
ohne zus.
mit zus.
Dämmlage
Dämmlage
-
1 Objekt
-
-
1 Objekt
4 Objekte
1 Objekt
-
-
-
Mauernase aus Ziegel
ohne zus.
mit zus.
Dämmlage
Dämmlage
-
-
5 Objekte
-
3 Objekte
5 Objekte
-
-
Variantenhäufigkeit der Wärmebrücken-Vermeidung an Fenstermauernasen.
Wärmebrücken an Wohnungsabschluß- oder Haustüren wurden vielfach beobachtet. Neben den
Wärmebrücken, die auch bei Fenstern vorkommen, haben Türen oft zusätzliche Wärmebrücken durch
mehr und stärkere innere Stahl- oder Holzstreben, schwerere Metallbeschläge, anders konstruierte Zargen und andere Bauteilanschlüsse im Schwellbereich, da sie üblicherweise keinen unteren Blendrahmen haben. Da von der Mehrzahl der geplanten und eingebauten Türen weder Konstruktionsbeschreibungen noch belastbare energetische Daten vorgelegt wurden, kann die Analyse nur aufgrund
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der Beobachtungen bei den Thermograpohie-Aufnahmen erfolgen. Diese wurden gemeinsam mit dem
Meßteam von Prof. Heidt vom Fachbereich Physik der GH/Uni Siegen im Februar 1996 bei 5-10°C
Außentemperatur im Untersuchungsgebiet gemacht. Sie zeigen an Streben und Verglasungs-Randverbünden vieler Türen Temperaturdifferenzen von 3 - 5 Kelvin gegenüber direkt benachbarten ungestörten Holz-, Kunststoff- oder Glasflächen. Bei Haustürelementen mit echter Sprossenteilung sind diese Temperaturspreizungen besonders stark ausgeprägt. Die im Tür-Schwellbereich erkennbaren teils
noch größeren Temperaturspreizungen sind dagegen vermutlich nicht nur auf die Wärmebrücken der
Türen und darunterliegenden Estrichübergänge zwischen innen und außen zurückzuführen, sondern
auch auf die hier häufigen Luftundichtheiten. (Bild 4.7- 2) im Kapitel 4.7 zeigt die Thermographie einer
solchen Türe. Andersartige erstaunlich starke Wärmebrücken wurde an sämtlichen Wohnungsabschlußtüren eines MFH beobachtet, welches ein unbeheiztes Treppenhaus mit sehr gut wärmegedämmten
Wohnungstrennwänden hat. Hier waren wegen ihrer Robustheit Metalltürzargen eingebaut worden, die
nun hervorragend Wärme aus den Wohnungen ins Treppenhaus leiten. Solche Metallzargen sind an
thermisch trennenden Türen in Niedrigenergie-Häusern fehl am Platze.
Wärmebrücken durch Einbaufehler von Türen wurden vor allem im Estrichbereich in großer Zahl
ermittelt. Die wegen des hohen wärmedämmenden EG-Bodenaufbaus stets notwendige besonders hohe
Unterfangung umlaufender Terassentürrahmen wie auch von Haus- und Wohnungstüren ohne unteren
Blendrahmen erfolgte vielfach thermisch-mangelhaft nur durch kleinformatige und zudem gut wärmeleitende Mauersteine, die starke Wärmebrücken bildeten. In mehreren Objekten wurden solche
Unterfangungen recht ordentlich aus leichtem Porenbeton-Mauerwerk, in einigen sogar aus IsomurSpezialelementen hergestellt, die dafür eher überdimensioniert sind. An einigen Kunststofftüren mit
umlaufenden Blendrahmen wurden vom Türhersteller gelieferte untere Verlängerungsprofile aus Kunststoff-Hohlkörpern montiert, die relativ wärembrückenarm (jedoch nicht luftdicht) waren. Bei einigen
Holztüren wurden handwerklich unterseitige Verlängerungs-Hohlkörper aus Kantholzrahmen und
Sperrholzbeplankung hergestellt, die mit Steinwolle gefüllt wurden und insofern auch zumindest wärmebrückenarm sind.
Wärmebrücken an Rolladenkästen waren ein besonderes Thema, da der Wärmeschutz dieser Kästen
nicht nur an einzelnen Seiten oder Kanten, sondern generell fast immer so gering ist, daß diese insgesamt als Wärmebrücke angesehen wurden. Wenn Rolladenkästen unbedingt gewünscht waren und
zugleich aus gestalterischen Gründen nicht wärmebrücken-vermeidend völlig außenseitig der
Dämmschicht der Außenwand befestigt werden sollten, wurde als Vorgabe gemacht, daß sie an allen
warmen Seiten mit mindestens 6 cm Wärmdämmung der WLG 030 zu überdämmen seien. "An
allen Seiten" bedeutet dabei, daß sowohl die raumseitige vertikale Innenfläche, die raumseitige horizontale Unterfläche, die obere Fläche zum Fenstersturz hin, die beiden seitlichen Flächen zum Mauerwerk
hin und die Auflagerpunkte des Kastens in der Mauernische wärmezudämmen waren. Der Effekt des
Riemen- oder Kurbeldurchgangs durfte dagegen vernachlässigt werden.
Die handwerkliche Herstellung solcher wärmebrückenarmer Rolladenkästen war relativ einfach.
Wichtigster Teilaspekt war, daß der Mauerausschnitt und der über ihm ggf. liegende Sturz breiter, die
untere Auflagerkante tiefer und der Struz selbst höher angelegt werden mußten, um die zusätzlichen
Dämmlagen untebringen zu können. Eine innenseitig evtl. störende größere Dicke des Kastens konnte
in mehreren Fällen durch die Plazierung im Wandaufbau vermieden, in anderen Fällen hinreichend
ansprechend kaschiert werden. Die größere Dicke der unteren inneren Abdeckplatte machte es teils
erforderlich, die oberen Blendrahmen der Fenster mit 3-4 cm Überhöhe herzustellen, was bei rechtzeitiger Planung kein Problem war. Bei einigen Objekten konnte ein Teil der verlangten Zusatzdämmung
entfallen, da Kästen eingesetzt wurden, die immerhin an zwei oder drei Teilflächen schon serienmäßig hinreichend wärmegedämmt waren. Das verlangte wenig wärmeleitende Kastenauflager am
Wandausschitt wurde meist in Form eines leichten Porenbetonsteins hergestellt. Diese Zusatzdämmung
erforderte in jedem Falle eine detaillierte Abstimmung von Rohbauöffnung, Format und Einbauposition
des Kastens, des Fensters, der Führungsschiene und des Antriebs.
Die folgenden Bilder zeigen Wärmebrücken-Details von Fenstern, Türen und Rolladenkästen.
5.5 - 3
Bild 5.5- 2: Fenstermauernase mit
verringerter Wärmebrücke durch
Porenbeton-Stein.
Bild 5.5- 3: Fenstermauernase mit
veringerter Wärmebrücke durch
5 cm Hartschaum-Überdämmung.
Bild 5.5- 4: Fenstermauernase mit
veringerter Wärmebrücke durch
2 cm Hartschaum-Überdämmung.
Bild 5.5- 5: Fenstermauernase mit
veringerter Wärmebrücke durch
Porenbeton.
Bild 5.5- 6: Fenstermauernase mit
starker Wärmebrücke aus KSSteinreihe ohne Dämmung.
Bild 5.5- 7: Schalenüberbrückung
mit geringer Wärmebrücke aus
Kantholz-Rahmen.
Bild 5.5- 8: Schalenüberbrückung
mit geringer Wärmebrücke durch
Schichtholz-Zarge.
Bild 5.5- 9: Keine Wärmebrücke
durch Überdeckung des Blendrahmens mit Außendämmung.
5.5 - 4
Bild 5.5- 10: Starke Wärmebrücke an der Brüstung
durch auskragende Brüstungssteine aus KS als Unterfütterung der Steinfensterbank.
Bild 5.5- 11: Starke Wärmebrücke an der Unterfangung
der Terassentür durch ungedämmte 11,5er Steinreihe
aus KS (Innenansicht).
Bild 5.5- 12: Starke Wärmebrücke an der Unterfangung
der Terassentür durch ungedämmte 11,5er Steinreihe
aus KS (Außenansicht).
Bild 5.5- 13: Starke Wärmebrücke an der Türschwelle
durch 6 cm Estrichüberdeckung des als thermische Trennung vorgesehenen Isomur-Steins unter der Türe.
Bild 5.5- 14:
Selbstgebaute
allseitige Zusatzdämmung
eines Rolladenkastens.
Bild 5.5- 15: Seitliche Zusatzdämmung eines Rolladenkastens.
Bild 5.5- 16: Seitliche und obere Zusatzdämmung eines nur innenseitig serienmäßig
ausreichend gedämmten Rolladenkastens
.5.5 - 5
Bild 5.5- 17: Üblicher Rolladenkasten mit nur innenseitig ausreichender Dämmung.
Bild 5.5- 18: Gut wärmegedämmte
untere Revisionsdeckel von
Rolladenkästen.
Bild 5.5- 20: Stärke einer sehr guten Zusatzdämmung eines einfachen Rolladenkastens.
5.5 - 6
Bild 5.5- 19: Wenig wärmeleitender
Porenbeton-Auflagerstein und ordentliche innere Dämmung eines
Rolladenkastens.