Letzte Aktualisierung: 23.11.2020

Fensterprofil-Konstruktionen und Profil-Dämmung im Experten-Check

Was ist ein Fensterprofil? Welche Aufgaben hat das Profil eines Fensters und wie wird es diesen bautechnisch gerecht? Welche unterschiedlichen Profile gibt es und worin unterscheiden sich diese?
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Ein Fenster ist ein komplexes Bauteil aus unzähligen Elementen, die - resultierend aus ihrer Form und Beschaffenheit – viele verschiedene Eigenschaften in das Gesamtkonstrukt einbringen. Um ein Fenster schlussendlich in die Maueröffnung der Fassade eines Gebäudes einzubauen, braucht es ein perfektes Zusammenspiel mehrerer Gewerke: Vom Glashandwerk, über Elektrotechnik bis hin zum Metallbau und Tischlerhandwerk ist so mancher Fachmann gefordert. Denn moderne Fenster sollen hohen optischen, bauphysikalischen, mechanischen, energetischen und sicherheitstechnischen Ansprüchen genügen. Nach diesen richtet sich, welche Art von Fenster zum Einsatz kommt. Wir erklären in diesem Beitrag, welche Rolle die Wahl der Fensterprofile diesbezüglich für die Funktionsweise und Eigenschaften von Fenstern spielt. Sie erfahren, welche unterschiedlichen Fensterprofile es gibt und worin sich diese unterscheiden.

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Vergleich der Eigenschaften unterschiedlicher Profilmaterialien

Mit dem Begriff Fensterprofil bezeichnet man im Fensterbau die Elemente, aus denen Fensterrahmen und Flügel zusammengesetzt sind. Dabei unterscheidet man Profile aus 

  • Holz
  • Metall (Aluminium, Stahl)
  • und Kunststoff,

sowie Kombinationen der genannten Werkstoffe. Je nach Werkstoff haben die Rahmen- und Flügelprofile unterschiedliche Eigenschaften. Auch die Art und Weise, wie die Holz-, Metall- und Kunststoffprofile gefertigt und verarbeitet werden, bestimmt schlussendlich die gesamten Eigenschaften des Fensters.

Fensterprofile aus Holz

Als Fensterbaustoff ist Holz ein Klassiker. Spricht man von Holzfenstern, meint man Fenster, deren Fensterrahmen und -flügel aus Holz gefertigt wurden. Meist kommt dabei sogenanntes Vollholz (auch: Massivholz) zum Einsatz. Das ist stabil und tragfähig. Holz punktet als natürlicher und nachwachsender Rohstoff, der es unter der Voraussetzung, dass die hölzernen Teile mit optimalem Schutz ausgerüstet sind, gut mit Wind und Wettern aufnehmen kann. Ohne die entsprechenden Holzschutzmittel hat Holz nur eine sehr begrenzte Beständigkeit gegenüber Licht und Witterung vorzuweisen. Fensterprofile aus Holz bringen eine recht gute Dämmwirkung mit, was jedoch in einem höheren Gesamtgewicht des Profils und letztlich des Fensters resultiert.

Fensterprofile aus Aluminium

Sogenannte Aluminiumfenster besitzen Rahmen und Flügel, die aus dem zu Profilen stranggepresstem Leichtmetall bestehen. Das Aluminium versiegelt seine Oberfläche, so es denn unbehandelt ist, quasi von selbst mittels Oxidation, die unter dem Einfluss von Witterung stattfindet. Dank der Leichtigkeit des Materials sind große Spannweiten realisierbar, ohne dass die daraus resultierenden großflächigen Fenster zu schwer werden. Aber: Aluminium besitzt von Natur aus eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die unter energetischen Gesichtspunktenungünstig für den Fensterbau ist. Daher muss hier bewusst auf thermische Trennung zwischen innerem und äußerem Fensterprofil geachtet werden, die heutzutage mit ausgeklügelter Bauweise im Kammersystem umgesetzt wird.

Fensterprofile aus Stahl

Stählerne Fensterrahmen und -flügel setzt man dort ein, wo es auf besonders hohe Stabilität der Rahmenkonstruktion ankommt. Die Stahlprofile sind gewalzt und werden höchsten Ansprüchen an die statische Belastbarkeit gerecht. Dabei sind die Stahlfensterprofile recht filigran und schlank machbar. Allerdings gilt für Stahl wie für Aluminium, dass der Werkstoff wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit das Risiko birgt, unerwünschte Wärmebrücken zu bilden. Auch Stahlprofile werden daher heute mit Kammern versehen.

Fensterprofile aus Kunststoff

Ist von Kunststofffenstern die Rede, haben die Fenster Rahmen und Flügel aus Kunststoff. Die wiederum bestehen aus stranggepressten Kunststoffprofilen, vor allem: aus Polyvenylchlorid (PVC). Wegen der besseren Statik und der höheren Steifigkeit verbaut man in diesen Kunststoffprofilen häufig stabilisierendes Metall. Zum Beispiel in Form von 

  • Stahlkantrohren,
  • stählernen U-Profilen oder
  • stählernen L-Profilen.

Diese „Verstärkung“ wird im Fensterbau auch Armierung genannt. Ohne sie wäre es nicht möglich, großflächige Kunststofffenster mit großer Flügelweite zu bauen. Aus bauphysikalischer Sicht hat Kunststoff keine nennenswerte Dämmwirkung. Deshalb erhöht man diese auch bei Kunststoffprofilen, indem man Profile mit mehreren Hohlkammern einlässt. Durch das Einbringen einer thermischen Trennung zwischen den Teilen der Stahlarmierung lässt sich zudem der Wärmedämmwert verbessern.

Um den Wärmebrücken-Effekt der Stahlverstärkung zu reduzieren, werden in Fensterprofilen immer öfter kohlefaserverstärkte Kunststoffe eingesetzt. Diese ersetzen den zuvor verwendeten Stahl und verbessern die Wärmedämmung der Kunststofffenster um ein Vielfaches, ohne dabei an Stabilität einzubüßen. Das bedeutet, dass sowohl Einbruchschutz als auch Wärmeschutz mit dieser Profilvariante gewährleistet werden können.

Fensterprofile aus verbundenen Werkstoffen

Die zuvor beschriebenen Kunststofffensterprofile sind demnach eigentlich Fensterprofile aus Kunststoff und Stahl, zwei Werkstoffen, die im Verbund funktionieren. Zudem gibt es noch Holz-Aluminium-Fenster, bei denen das außen zusätzliche Fensterprofil aus Aluminium die gesamte Fensterkonstruktion extra vor Verwitterung schützt.

Tabelle 1: Richtwerte für Wärmedurchgangskoeffizienten von Fensterprofilen gemäß prEN ISO 10077-1
Profilmaterial Profileigenschaften Uf-Wert
Kunststoff PUR-Profil (Dicke ≥ 5 mm) mit Metallkern 2,8 W/(m2K)
Kunststoff PVC-Hohlprofil (Profilinnenmaß ≥ 5 mm) mit 2 Hohlkammern 2,2 W/(m2K)
Kunststoff PVC-Hohlprofil (Profilinnenmaß ≥ 5 mm) mit 3 Hohlkammern 2,0 W/(m2K)
Holz Hartholz (Profildicke = 50 mm) 2,3 W/(m2K)
Holz Hartholz (Profildicke = 100 mm) 1,7 W/(m2K)
Holz Hartholz (Profildicke = 150 mm) 1,3 W/(m2K)
Holz Weichholz (Profildicke = 50 mm) 2,0 W/(m2K)
Holz Weichholz (Profildicke = 100 mm) 1,5 W/(m2K)
Holz Weichholz (Profildicke = 150 mm) 1,1 W/(m2K)
Metall ohne thermische Trennung 5,9 W/(m2K)

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Entwicklung und Arten von Kammerprofilsystemen

Bei den bereits mehrfach angesprochenen Kammern in Fensterprofilen aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff handelt es sich um Luftkammern, die die Wärme dämmen helfen. Angefangen hat alles mit 1-Kammerprofilen. Die waren in den 1960er-Jahren, als man Wärmedämmung noch als recht untergeordnet ansah, weit verbreitet. Mit den steigenden Anforderungen an die energetische Dichte der Gebäudehülle stieg die Zahl der Kammern in den Fensterprofilen.

2-, 3- und 4-Kammerprofile kamen auf den Markt. Inzwischen sind bis zu acht Luftkammern in einem Fensterprofil aus Kunststoff eingepasst. Wobei man anmerken muss, dass der Wärmeschutz nicht linear mit der Kammerzahl zunimmt. Praktisch wird die zusätzliche Dämmwirkung mit jeder einzelnen Extrakammer sogar geringer. Daher sind im Normalfall auch aus Kostensicht 3- und 4-Kammerprofile durchaus ein guter Kompromiss, obwohl es am Markt auch bereits 6- und 7-Kammerprofile gibt.

Um die Dämmwirkung der Fensterprofile weitergehend zu optimieren, erhöht man zum einen den sogenannten Glaseinstand im Fensterrahmen. Man „versenkt“ dabei statt der üblichen anderthalb Zentimeter neuerdings zweieinhalb und mehr Zentimeter Glas im Fensterrahmen. Eine grundsätzlich größere Bautiefe tut ihr Übriges zum besseren Dämmstandard.

Dämmtechnisch hilfreich ist auch das Ausschäumen von Fensterprofilen mit Dämmstoffen, zum Beispiel mit Polyurethan. Allerdings birgt ein solcher Werkstoffverbund eine nicht zu unterschätzende Entsorgungsproblematik: Sortenrein lassen sich solche Fensterrahmen kaum mehr trennen, wenn sie mal ausrangiert und recycelt werden sollen.

Konstruktive Faktoren für die Wärmedämmung von Fensterprofilen

Bei der Wahl eines passenden Fensters steht man als Bauherr heute vor vielen Entscheidungen: Nicht nur Rahmen und Flügel, sondern auch die Fensterscheiben sollen als Gesamtkonstrukt eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Die wohl wichtigste Anforderung, die durch die Wahl des Fensterprofils zu beeinflussen ist, ist die des Wärmeschutzes.

Für einen optimalen Wärmeschutz sollte man deshalb auf den U-Wert des Fensters als Ganzes beziehungsweise die materialspezifischen U-Werte der Fensterbestandteile (Scheibe / Glas, Fensterprofil und gegebenenfalls Füllung) achten. Die U-Werte geben den Wärmedurchgangskoeffizienten der einzelnen Bauteile an: Je geringer dieser ist, desto höher ist die Wärmedämmung des jeweiligen Bauteils. Aktuelle Gesetze wie die Energieeinsparverordnung (EnEV) geben Standardwerte vor, die bei Neubau wie Sanierung von Bestand eingehalten beziehungsweise erzielt werden müssen.

Um einen möglichst guten Wärmeschutz zu gewährleisten, kommt es bei Wärmedämmprofilen entscheidend darauf an, dass die Anzahl sowie die Größe der Profilluftkammern und die Bautiefe des Profils im optimalen Verhältnis zueinander festgelegt sind. Unter Berücksichtigung des passenden Profils kann durch eine ideale Abstimmung von Kammerzahl, Kammergrößen, Bautiefe und erreichbarem Uf-Wert ein effektiver Wärmeschutz erzielt werden.

Nutzerunabhängige Lüftungssysteme im Profilrahmen

Fensterprofile können problemlos mit integrierten Fensterlüftern mit oder ohne ventilatorische Unterstützung versehen werden. Solche Lüftungsfenster bewirken eine auch aus energetischer Sicht effektive Fensterlüftung der eigenen vier Wände und verhindern mögliche Feuchteschäden. Die Fensterlüfter können nachgerüstet werden oder sind bereits in besonderen Fenstermodellen eingebaut. Sie können unauffällig über, unter oder seitlich am Fenster und im Fensterprofil angebracht sein und sorgen bei Abwesenheit der Bewohner für eine permanente, stressfreie Belüftung der eigenen vier Wände.

Bei Anwesenheit der Hausbewohner muss dann natürlich bei Bedarf zusätzlich gelüftet werden, da die im Fensterprofil eingelassenen Fensterlüfter in besonderen Situationen ihre Leistungsgrenze erreichen. Dies gilt zum Beispiel nach dem intensiven Duschen oder nach dem Kochen für die ganze Familie. Das Lüftungsfenster bietet eine einfache und praktische Lösung, die ohne aufwendige technische Anlagen auskommt.

Daneben gibt es ventilatorgestützte Lüftungssysteme im Fensterprofil. So besteht das Kunststoff-Fenster KF 714 S Geneo Inovent von Kneer-Südfenster aus zwei Lüfterpaaren, die jeweils seitlich in den Blendrahmen der Kunststoff-Fenster eingebaut sind. Ein Lüfter eines Lüfterpaares saugt verbrauchte Innenluft an und führt sie nach außen ab, der andere Lüfter saugt frische Außenluft an und transportiert sie in den Wohnraum. Für energieeffizientes Lüften ist überdies ein Wärmetauscher in das Fensterprofil integriert, der eine Wärmerückgewinnung von bis zu 68 Prozent erzielt.

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