Fensterrahmen Aufbau

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Komplexe Konstruktion für einen optimalen Wärmeschutz

Früher war der Aufbau eines Fensters sehr einfach. Als Rahmenmaterial wurde nahezu ausschließlich Holz verwendet, das in massiven Leisten zusammengefügt wurde und die Verglasung ausnahm. Obwohl Holz beim Bau von Fensterrahmen nach wie vor einen Sonderfall darstellt, ist dieser Aufbau heute selbst bei Holzfenstern nur noch selten anzutreffen. Ein Fensterrahmen muss heute, wie die Verglasung auch, beste Werte bei der Energieeffizienz aufweisen und seinen Beitrag zu einem hohen Wärmeschutz beitragen. Je nach Konstruktionsmaterial unterscheidet sich der Aufbau.

Fensterrahmen: Aufbau und Funktion
Fensterrahmen: Aufbau und Funktion

Fenster aus Kunststoff: luftgefüllte Kammern gegen den Wärmeverlust

Fenster aus Kunststoff sind im Rahmen sehr filigran aufgebaut. Denn was von außen massiv wirkt, ist eine Kombination aus dünnen Stegen und luftgefüllten Kammern. Diese Kammern haben eine dämmende Wirkung. Wie bei einem Dämmstoff wird die Luft durch die Kammern ruhend in einer festen Position gehalten. Da Luft ein sehr schlechter Wärmeleiter ist, kann die Wärme diese Barriere nur sehr schwer überspringen. Das stellt einen guten Wärmeschutz dar. Um diesen Effekt noch weiter zu steigern, können die Kammern auch mit Dämmstoff gefüllt werden.

Kunststoff-Fenster im Querschnitt © alterfalter, fotolia.com
Kunststoff-Fenster im Querschnitt © alterfalter, fotolia.com

Wie groß die Dämmwirkung des Rahmens ist, zeigt eine Aufstellung des Instituts Wohnen und Umwelt (IWU), die im Zuge der hessischen Energiesparaktion veröffentlicht wurde. Dabei weisen Kunststoffrahmen mit einer unterschiedlichen Anzahl an Kammern die folgenden Wärmedurchgangswerte (U-Werte) auf:

  • PVC-Rahmen mit 2 Kammern U-Wert = 2,8 W/(m²K)
  • PVC-Rahmen mit 5 Kammern U-Wert = 1,4 W/(m²K)
  • PVC-Rahmen mit 7 Kammern U-Wert = 1,1 W/(m²K)
  • PVC-Rahmen Kammern Dämmstoffgefüllt U-Wert = 0,85 W/(m²K)

In der ersten Kammer auf der Außenseite des Fensters kann je nach Witterung Kondenswasser entstehen. Moderne Kunststofffenster weisen daher außen im Blendrahmen mehrere Öffnungen auf, über die diese Feuchtigkeit abfließen kann.

Das Kammersystem: Luft als Dämmstoff
Das Kammersystem: Luft als Dämmstoff

Fenster aus Aluminium: thermisch entkoppelt ist Pflicht

Ebenso wie Kunststofffenster weisen auch Fenster aus Aluminium in ihrem Aufbau mehrere Kammern auf. Allerdings stellt sich bei diesem Fenstertyp eine weitere Herausforderung: Aluminium hat zwar den Vorteil, sehr robust und widerstandsfähig zu sein, es leitet allerdings auch Wärme sehr gut. Das bedeutet: Im Winter wird die Wärme aus dem Wohnraum über den Aluminiumrahmen nahezu ungebremst von innen nach außen befördert.

Ein Muss bei Alurahmen: Thermische Entkopplung
Ein Muss bei Alurahmen: Thermische Entkopplung

Bei alten Aluminiumfenstern, wie sie in den 1970er-Jahren eingebaut wurden, ist das noch heute gut zu beobachten. Der Fensterrahmen wird im Winter sehr kalt, sodass die Feuchtigkeit aus der warmen Raumluft sich darauf niederschlägt. Wer ein Haus mit solchen Fenstern besitzt, sollte den Fenstertausch in jedem Fall möglichst schnell in Angriff nehmen.

Fenster mit Aluminium Profil © vladimirnenezic, fotolia.com
Fenster mit Aluminium Profil © vladimirnenezic, fotolia.com

Die Lösung des Problems trägt den Namen „thermische Entkopplung“. Hinter diesem Begriff verbirgt sich ein besonderer Aufbau des Aluminiumrahmens. Ein Aluminiumfenster besteht praktisch aus zwei Rahmen, einem auf der Innen- und einen auf der Außenseite. Dazwischen befinden sich Stege aus Kunststoff. Wichtig ist, dass die direkte Verbindung von innen nach außen unterbrochen wird. So besteht eine Barriere, die die wertvolle Raumwärme nur in sehr geringem Maße überwinden kann.

Der Vergleich zwischen thermisch nicht entkoppelten und entkoppelten Fenstern – wiederum in Zahlen des IWU – ist eindeutig:

  • Aluminiumrahmen nicht entkoppelt U-Wert = 5,6 W/(m²K)
  • Aluminiumrahmen entkoppelt U-Wert = 1,9 W/(m²K)

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Fenster aus Holz: Immer noch massiv, aber nicht aus einem Stück

Im Gegensatz zu Kunststoff- und Aluminiumfenstern weisen Fenster aus Holz keine Kammern auf. Bei Holz ist dies allerdings kein Problem. Da es aus kleinen luftgefüllten Zellen besteht, weist das Material von Natur aus einen hohen Dämmwert auf. Dennoch unterscheiden sich auch Holzfenster von ihren Pendants längst vergangener Tage. Denn wurden die alten Holzfenster aus massiven Holzstücken gefestigt, sind moderne Holzrahmen aus mehreren miteinander verleimten Lamellen aufgebaut. Das hat mehrere Vorteile:

  • Die verleimten Lamellen bieten eine höhere Formstabilität, als es ein massives Holzstück könnte.
  • Durch die Lamellen lässt sich eine hohe Ästhetik erzielen. Lamellen, die Astlöcher ausweisen, können in das Innere des Rahmens gesetzt werden, optisch einwandfreie auf die sichtbare Außenseite.
  • Durch den Aufbau aus Lamellen ist die Fenstergröße eines Holzfensters nicht mehr begrenzt. Auch große Spannweiten von Rahmen und Fensterflügeln sind möglich.
Fenster mit Holzprofil © Bacho Foto, fotolia.com
Fenster mit Holzprofil © Bacho Foto, fotolia.com

Bei Holzfenstern hängt der Wärmedurchgangswert unter anderem von der verwendeten Holzart ab, wie der Vergleich des IWU zeigt:

  • Rahmen aus Hartholz (Stärke 70 Millimeter) U-Wert = 1,8 W/(m²K)
  • Rahmen aus Weichholz (Stärke 70 Milimeter) U-Wert = 1,4 W/(m²K)
  • Holzrahmen mit Dämmkern U-Wert = 1,1 W/(m²K)
Jede einzelne Holzzelle ist ein natürlicher Luftspeicher
Jede einzelne Holzzelle ist ein natürlicher Luftspeicher
Tipp: Um möglichst wenig Wärme nach außen abzugeben, sind moderne Fenster mit sehr leistungsstarken Dichtungen ausgestattet. Sie schließen hermetisch ab und unterbinden jeglichen Luftwechsel zwischen innen und außen. Das ist bei Neubauten, die mit einer kontrollierten Wohnraumlüftung ausgestattet sind, kein Problem, kann bei einem Altbau allerdings schwierig werden. Feuchtigkeit aus der Raumluft wird nicht mehr ausreichend abgeführt. Modernisierer sollten bei der Fensterwahl daher darauf achten, dass die neuen Fenster mit einem System für den Mindestluftaustausch zum Feuchteschutz ausgestattet sind.

Von Führungsschienen bis Insektenschutz

Der Blendrahmen lässt sich beim Bau des Fensters so konstruieren, dass er die Voraussetzungen für weitere Zusatzfunktionen bietet. So lassen sich beispielsweise die Führungsschienen für den Rollladen in den Rahmen integrieren. Ebenfalls sinnvoll: ein Fensterrahmen mit integriertem Insektenschutzgitter. Dieses lässt sich bei Bedarf leicht herausziehen, verschwindet allerdings ebenso leicht wieder unsichtbar im Rahmen, wenn es nicht benötigt wird.

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