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Letzte Aktualisierung: 15.01.2024
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U-Wert von Fenstern: Einheiten, Variationen und Berechnung
- Ein effizientes Gebäude zeichnet sich neben Aspekten, wie der Energieversorgung oder des Dämmmaterials, auch durch die energetischen Eigenschaften seiner Fenster aus. Als entscheidender Maßstab gilt hierbei der U-Wert, auch Wärmedurchgangskoeffizient genannt, der Auskunft darüber gibt, wie viel Wärmeenergie aus den Räumlichkeiten nach draußen entweicht (Transmissionswärmeverlust).
- Per Definition gibt der U-Wert den Wärmestrom durch ein Bauteil abhängig vom Temperaturgefälle zwischen warmer und kalter Seite in der Einheit W/(m2K) an. Dabei wird jedoch weitergehend zwischen dem U-Wert des ganzen Fensters Uw-Wert und einzelner Bauteile wie den Rahmen Uf-Wert - das „f“ steht hierbei für „frame“ und der Verglasung Ug-Wert - das „g“ für „glazing“ - unterschieden.
- Als Faustformel gilt: je niedriger der U-Wert eines Fensters, desto geringer der Wärmeverlust. In der Regel taucht zu Beginn die Frage auf, was denn überhaupt ein guter U-Wert ist. Als besonders effektiv erweisen sich Fenster mit Dreifachverglasung, deren U-Werte sich zwischen 0,5 und 0,86 W/(m2K) bewegen.
- Sowohl bei Sanierungsarbeiten von Bestandsgebäuden als auch der Errichtung von Neubauten sollte der U-Wert Beachtung finden. Nicht zuletzt stellt der Gesetzgeber Anforderungen an die Fensterwahl, indem er maximale Werte vorschreibt. Das Gebäudeenergiegesetz sieht für Fenster maximale Uw-Werte von 1,4 W/m2K für Dachflächenfenster bis zu 1,1 W/m2K für normale Verglasungen vor.
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Definition des U-Werts von Fenstern
Gemäß des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) muss hierzulande für jedes Bauvorhaben ein rechnerischer Nachweis für den Wärmeschutz erfolgen. Diese Berechnung basiert auf den U-Werten der verschiedenen Bauteile, nicht zuletzt auf jenen der gewählten Fenster.
Mit dem U-Wert ist der sogenannte Wärmedurchgangskoeffizient gemeint. Anhand dieses Wertes lässt sich die Menge an Energie, die bei einem Gebäude etwa durch ein Fenster nach draußen verloren geht(Transmissionswärmeverlust), beziffern.
Der U-Wert wird mit der physikalischen Größe W/(m2K) (Watt/Quadratmeter x Kelvin) angegeben.
Mit der Berechnung lässt sich der Wärmeverlust je Quadratmeter in einer bestimmten Zeiteinheit feststellen, wobei sich die Lufttemperatur auf beiden Seiten um 1 Kelvin ändert. Konkret gibt die Multiplikation des U-Wertes eines Fensters mit der Temperaturdifferenz zwischen innen und außen die Leistung des Wärmestroms nach außen, welcher pro Quadratmeter Fensterfläche auftritt, an.
Fenster mit einem niedrigen U-Wert weisen einen geringeren Wärmeverlust auf. Standardfenster mit einer Zweifachverglasung verfügen über einen U-Wert von ca. 1,1 bis 1,2 W/(m2K). Als gute Werte für einen Neubau gelten 0,8 bis 0,9 W/(m2K). Erreichen lassen sich diese durch hochwertige Fensterprofile und Dreifachverglasung.
Die verschiedenen U-Werte für Fenster
U-Wert ist nicht gleich U-Wert. Daher lohnt sich der Blick auf die verschiedenen Einheiten, um noch vor der Wahl und dem Einbau der Fenster einen Überblick für deren zugrundeliegenden Eigenschaften zu gewinnen.
Der Ug-Wert
Der Ug-Wert bezieht sich auf die Verglasung, wobei das „G“ für „glazing“ steht. Der Wert gibt an, wie viel Wärme explizit durch das Fensterglas entweicht. Der Ug-Wert kann durch die Bauweise des Fensters sowie konstruktive Feinheiten signifikant verändert werden, was idealerweise zu einer Verbesserung des Gesamtwertes führt.
Der Uf-Wert
Der Uf-Wert des Fensters meint den Wärmedurchgangskoeffizienten des Rahmens – das „F“ steht hierbei für „frame“. Der Wert gibt an, wie viel Wärme allein durch den Fensterrahmen (bis zur Glasscheibe) verloren geht. Um Wärmeverluste zu minimieren, ist die Dämmung des Rahmens entscheidend.
Der Uw-Wert
Mit dem Uw-Wert wird letztlich der Gesamtwert des Fensters angegeben. Dementsprechend steht das „W“ für „window“. Aber Vorsicht: dieser Wert entspricht nicht einfach der Summe aus Uf- und Ug-Wert.
Der Gesamtwärmewert
Um den gesamten Wärmewert von Fenstern zu berechnen, spielen weitere Parameter eine Rolle:
- Glasfläche / Anteil = Ag-Wert
- Rahmenfläche / Anteil = Af-Wert
- Fensterfläche (Außenmaß Rahmen) = Aw-Wert, bestehend aus Ag-Wert (Glasfläche) und Af-Wert (Rahmenfläche)
- Ψ Randverbund = ψg-Wert
- Gesamtumfangslänge der Verglasung = lg-Wert
All diese Angaben werden nach einer genormten Formel miteinander verrechnet, um den Gesamt-U-Wert des Fensters zu erhalten.
Ein-, Zwei- oder Dreifachverglasung?
Je nach Fenstertyp unterscheiden sich auch die Wärmedurchgangskoeffizienten für die Fenstergläser. In jedem Fall reduzieren Mehrscheiben-Isoliergläser mit Zwei- oder Dreifachverglasung etwaige Wärmeverluste. Der Grund dafür lässt sich schnell erkennen: mehrere Scheiben weisen eine bessere Dämmung auf als nur eine Schreibe.
Als zusätzliche Isolierung wirkt zudem die Füllung mit Edelgas in den Zwischenräumen. Hierbei wird die Wärmeleitfähigkeit so gering wie möglich gehalten, also geringer als bei Luft.
Häufig besteht der Randverbund eines Fensters aus einem Aluminium-Abstandshalter. Geeigneter sind jedoch Abstandshalter aus Kunststoff oder Edelstahl, da diese die Wärmebrücke am Glasrand erheblich verringern. So bleibt die Heizwärme im Raum, zugleich sinkt die Gefahr von Tauwasser- und Schimmelbildung.
Ein Mehrscheiben-Isolierglas erreicht U-Werte zwischen 1,1 und 0,4 W/(m2K), während das Einscheibenglas einen durchschnittlichen U-Wert von 5,9 W/(m2K) aufweist. Daher werden für die Fenster in Neubauten heutzutage keine Einscheibengläser mehr verwendet.
Doch wie unterscheiden sich nun Zwei- und Dreifachverglasungen hinsichtlich ihrer U-Werte? Das Augenmerk liegt hier insbesondere auf dem Ug-Wert. Die Zweifachverglasung erreicht in der Regel einen Ug-Wert von 65 % bei einer Lichtdurchlässigkeit von 82 %.
Bei der Dreifachverglasung hingegen beläuft sich der Ug-Wert auf 53 %, die Lichtdurchlässigkeit auf 74 %. Betrachtet man die U-Werte der beiden Wärmeschutzvarianten, schneidet das 3-Scheiben-Wärmeschutzglas in jedem Fall besser ab.
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Maximale U-Werte für verschiedene Fenstertypen
Welche Voraussetzungen ein neues Fenster bzw. eine erneuerte Fensterverglasung erfüllen muss, schreiben die Energieeinsparverordnung (EnEV 2016) und das Gebäudeenergiegesetz (GEG 2020) vor.
Das GEG gilt für alle Sanierungsmaßnahmen, die ab 01. November 2020 begonnen wurden. Zu beachten sind die Unterschiede in Bezug auf den Ort des Einbaus: ein Fenster in der Fassade benötigt einen anderen U-Wert als ein Dachfenster. Die nachfolgende Tabelle bietet einen Überblick über die maximalen U-Werte hinsichtlich verschiedener Fensterarten:
| Fenstertyp | Maximaler U-Wert |
|---|---|
| Fenster und Fenstertüren | Umax = 1,3 W/(m2K) |
| Dachflächenfenster | Umax = 1,4 W/(m2K) |
| Neue Verglasungen | Umax = 1,1 W/(m2K) |
| Vorhangfassaden | Umax = 1,5 W/(m2K) |
| Glasdächer | Umax = 2,0 W/(m2K) |
| Fenster mit Klapp- und Faltmechanismus | Umax = 1,6 W/(m2K) |
| Fenster mit Schiebe- und Hebemechanismus | Umax = 1,6 W/(m2K) |
| Fenster und Fenstertüren mit Sonderverglasungen | Umax = 2,0 W/(m2K) |
| Dachflächenfenster mit Sonderverglasungen | Umax = 2,0 W/(m2K) |
| Sonderverglasungen | Umax = 1,6 W/(m2K) |
| Vorhangfassaden mit Sonderverglasungen | Umax = 2,3 W/(m2K) |
| Passivhaus-Fenster | Umax 0,8 W/(m2K) |
Die Berechnung des U-Werts von Fenstern
In der Regel stellen Fensterhersteller bereits Elemente mit einem Nachweis zur Verfügung, haben also im Vorhinein Messungen und Berechnungen aller Fenster-Komponenten durchgeführt. Die sich ergebenden Werte sind für den Wärmeschutznachweis von Gebäuden und Bauteilen unerlässlich. Darüber hinaus gelten die Berechnungen als Nachweis für die Einstufung der Klassifizierungen bei einer möglichen KfW-Förderung.
Möchten Sie den vollständen U-Wert Ihrer Fenster selbst ermitteln und haben alle nötigen Angaben parat, können Sie die einzelnen Werte in nachfolgende U-Wert-Formel einfügen, um schlussendlich den Wert des gesamten Wärmedurchgangskoeffizienten nach DIN EN ISO 10077-1 [2020-10] zu erhalten:
Uw = (Ag * Ug + Af * Uf + lg * ψg) / Aw
Zum besseren Verständnis dient unser Rechenbeispiel für ein 1,23 * 1,48 m großes Fenster mit Schiebe- und Hebemechanismus:
1,328 = (1,211 * 1,0 + 0,610 * 1,4 + 4,424 * 0,08) / 1,820
Der U-Wert läge hier mit 1,328 W/(m2K) also noch unter der gesetzlichen Vorgabe von Umax = 1,6 W/(m2K) für diesen Fenstertyp, jedoch vergleichsweise weit entfernt von dem niedrigen Wert eines Passivhaus-Fensters.
Häufige Fragen (FAQ) zu U-Werten von Fenstern
Was sagt der U-Wert eines Fensters aus?
Konkret gibt der Wert den Wärmestrom durch ein Bauteil abhängig vom Temperaturgefälle zwischen warmer und kalter Seite in der Einheit W/(m2K) an. Die entsprechende Menge nennt sich Transmissionswärmeverlust.
Welche Werte gibt das Gebäudeenergiegesetz für Fenster vor?
Das Gebäudeenergiegesetz schreibt für jeden Fenstertyp den maximalen U-Wert vor. Gemäß GEG dürfen z. B. Dachflächenfenster einen maximalen Uw-Wert von 1,4 W/m2K besitzen.
Welche Verglasung ist am effizientesten?
Mit U-Werten zwischen 0,5 und 0,86 W/(m2K) schneidet das Drei-Scheiben-Wärmeschutzglas am besten ab.
Welche U-Werte sollten Fenster im Neubau besitzen?
Als gute U-Werte für einen Neubau gelten 0,8 bis 0,9 W/(m2K). Diese lassen sich insbesondere durch hochwertige Fensterprofile und Dreifachverglasung erreichen. Im Neubau lohnt es sich, die vorgeschriebenen U-Werte des Gebäudeenergiegesetzes für Fenster zu unterschreiten.
