Die moderne Bauweise stellt immer höhere Anforderungen an die Wärmedämmung der verwendeten Materialien, insbesondere der Fenster- und Türschreinerei. Aluminiumschreinereiarbeiten, die früher hauptsächlich mit geringer Wärmedämmung in Verbindung gebracht wurden, entwickeln sich dank des technologischen Fortschritts zu einem Material, das den Anforderungen passiver und energieeffizienter Häuser gerecht wird. Der Artikel befasst sich mit den Eigenschaften von Aluminium, modernen Technologien zur Erhöhung seiner thermischen Parameter und der Installation von Aluminiumschreinereien. Darüber hinaus wurden Argumente für den Einsatz von Aluminium bei energiesparenden Bauinvestitionen vorgebracht.
- Einführung
Im Zeitalter des globalen Klimawandels und steigender Energiepreise ist die Energieeffizienz von Gebäuden ein zentrales Thema. Der polnische Bausektor setzt dynamisch Standards und Normen um, die eine Reduzierung des Energieverbrauchs für Heizung und Kühlung erzwingen [1]. Energiesparende und passive Gebäude sind Lösungen, die Wärmeverluste dank der Verwendung ordnungsgemäß gestalteter und konstruierter Außentrennwände, einschließlich Fenster- und Türschreinereiarbeiten, minimieren [2].
Fenster und Türen sind traditionell die schwächste Isolierstelle des Gebäudes und machen bis zu 30 % der Wärmeverluste aus [2]. Die Wahl der richtigen Tischlerei ist daher von grundlegender Bedeutung für die Ermittlung der angegebenen Energieparameter. In diesem Zusammenhang erfordert Aluminium als Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit den Einsatz fortschrittlicher Design- und Technologielösungen, um diese Anforderungen zu erfüllen [3].
2. Aluminium als Bauschreinereimaterial
Aluminium ist ein Metall mit vielen einzigartigen physikalischen Eigenschaften, die es zu einem attraktiven Material für die Herstellung von Fenster- und Türschreinereiarbeiten machen. Seine Leichtigkeit – Dichte von ca. 2,7 g/cm³ – ermöglicht es Ihnen, leichte Strukturen zu schaffen, die sowohl sehr langlebig als auch verformungsbeständig sind [4]. Korrosion und Witterungsbeständigkeit ermöglichen eine langfristige Nutzung ohne häufige Wartung, was ein wichtiges Argument für Investoren ist [4].
Das Problem bei Aluminium ist seine hohe Wärmeleitfähigkeit, die in reiner Form etwa 210 W/(m K) beträgt und damit viel höher ist als die von Holz oder PVC [5]. Ohne geeignete Designlösungen würden Aluminiumrahmen zu erheblichem Wärmeverlust und Feuchtigkeitskondensation führen. Daher sind moderne Aluminiumprofile mit sogenannten Wärmeabstandshaltern aus niedrigleitenden Kunststoffen ausgestattet, die den Rahmen in zwei Teile teilen und so Wärmebrücken minimieren [5].
Dank dieser Technologien erhält Aluminium als Material für energiesparende Tischlerarbeiten ein zweites Leben. Die Möglichkeit, große Verglasungen und schlanke Konstruktionen zu implementieren, wirkt sich auch auf die Ästhetik und den Nutzungskomfort von Gebäuden aus [5].
- Thermische Parameter von Aluminiumschreinereien
Der Wärmeübergangskoeffizient U ist das grundlegende Maß zur Beurteilung der Wärmedämmung von Fenstern und Türen. Bei Aluminiumrahmen ohne thermische Brüche kann der U-Wert bis zu 5 W/(m² K) überschreiten, was bei energiesparenden Konstruktionen nicht akzeptabel ist [6]. Durch den Einsatz von Wärmeabstandshaltern und Hochleistungsglasverpackungen ist es möglich, diesen Indikator auf einen Wert unter 1,0 W/(m² K) und bei passiven Systemen sogar auf 0,6 W/(m² K) oder weniger zu senken [6].
Zum Vergleich: Moderne Holz- oder PVC-Fenster haben einen U-Faktor von 0,8–1,0 W/(m²·K). Aluminiumschreinereiarbeiten in Kombination mit emissionsarmen Glasverpackungen und Kryptongas bzw. Argon stellen daher auch im Hinblick auf die Wärmedämmung eine echte Alternative dar [6].
Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Wärmeübergangskoeffizient des gesamten Fensters (Uw), der Rahmen, Glas und den Verbindungspunkt zur Wand umfasst. Es bestimmt die Endenergieeffizienz der Tischlerei unter realen Bedingungen [6].
4. Moderne Technologien in der Aluminiumschreinerei
4.1 Wärmeabstandshalter und ihre Rolle
Thermische Abstandshalter sind ein Schlüsselelement moderner Aluminiumschreinerei und verbessern deren Isoliereigenschaften erheblich. Sie bestehen aus Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise glasfaserverstärktem Polyamid (PA6 GF30), dessen Wärmeleitfähigkeit etwa 0,28 W/(m K) beträgt [7]. Diese in Aluminiumprofilen platzierten Abstandshalter trennen den inneren Teil des Rahmens vom äußeren, unterbrechen effektiv die Kontinuität des Metalls und minimieren Wärmebrücken [8].
Der Einsatz von Thermoabstandshaltern reduziert nicht nur den Wärmeverlust, sondern verhindert auch Feuchtigkeitskondensation auf Innenflächen, was für den Bedienkomfort und die Haltbarkeit der Struktur wichtig ist. Ein Beispiel für eine innovative Lösung sind geteilte thermische Brüche in Yawal-Systemen, die den Bimetalleffekt eliminieren und so eine Verformung von Aluminiumprofilen unter dem Einfluss von Temperaturunterschieden verhindern [9].
Moderne Aluminium-Tischlereisysteme, wie der MB-86 N von Aluprof, sind mit breiten Wärmeabstandshaltern mit neuer Form ausgestattet, die die Wärmedämmung deutlich verbessern. Darüber hinaus dichtet die Zweikomponenten-Zentraldichtung den Raum zwischen Blatt und Rahmen perfekt ab und isoliert ihn thermisch [10]
4.2 Emissionsarmes Isolierglas
Bei modernen energiesparenden Fenstern ist Isolierglas mit emissionsarmen Beschichtungen (Low-E) Standard. Diese Beschichtungen aus dünnen Schichten von Metalloxiden reflektieren Infrarotstrahlung, speichern Wärme im Inneren des Gebäudes und übertragen gleichzeitig sichtbares Licht.
Darüber hinaus ist der Raum zwischen den Scheiben mit Edelgasen wie Argon oder Krypton gefüllt. Argon, eine günstigere Lösung, reduziert den Wärmeübergangskoeffizienten U um etwa 17 %, während Krypton, obwohl teurer, diesen Koeffizienten im Vergleich zu Luft um bis zu 25 % reduziert [11].
Bei Passivgebäuden werden Schachtpakete bestehend aus drei oder sogar vier Glasscheiben verwendet, wodurch sehr niedrige Werte des U-Koeffizienten des Glases (Ug) in der Größenordnung von 0,4–0,5 W/(m² K) erreicht werden können [12] [13].
4.3 Warminstallation – Wegfall von Wärmebrücken
Die Warminstallation ist eine der wichtigsten Phasen der Fenster- und Türinstallation, die die Endenergieeffizienz des gesamten Systems bestimmt. Sein Hauptziel besteht darin, die Reduzierung von Wärmebrücken an der Grenzfläche zwischen Rahmen und Wand zu maximieren, die bei herkömmlicher Installation für bis zu 15–20% der Wärmeverluste verantwortlich sein können [14].
Bei der Warmmontage werden umfassende Lösungen verwendet, beispielsweise dampfdurchlässige Bänder mit einstellbarer Dampfdurchlässigkeit, die das Eindringen von Feuchtigkeit in die Struktur verhindern und gleichzeitig die Ableitung von Wasserdampf nach außen ermöglichen. Darüber hinaus werden spezielle Polyurethanschäume mit niedrigem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten und langlebige Elastomerdichtstoffe verwendet, die die Montagespalte füllen und kalte Zonen beseitigen, die die Kondensation begünstigen [14].
Montagefehler wie unsachgemäßes Füllen von Lücken oder das Fehlen geeigneter Dichtungen sind einer der Hauptgründe für die Verringerung der Wärmedämmung von Tischlerarbeiten sowie für die Bildung von Schimmel und Feuchtigkeit [15].
4.4 Intelligente Lösungen und Automatisierung
Im modernen energiesparenden Bauwesen kommen zunehmend automatische Fenster – und Rollladenverstellsysteme zum Einsatz, die den Benutzerkomfort verbessern und den Energieverbrauch optimieren. Beispiele für Technologien zur Förderung der Energieeffizienz sind die Steuerung der Belüftung durch kippbare Fenster oder die Änderung der Durchlässigkeit von Glas mithilfe photochromer Beschichtungen. Die Integration von Aluminiumschreinereiarbeiten in Smart-Home-Systeme ermöglicht eine einfache Verwaltung dieser Funktionen und erhöht den Komfort der alltäglichen Nutzung von Gebäuden [16].
- Energieeffizienz von Aluminiumschreinereien und Gebäuden
Moderne Aluminiumschreinereien spielen dank des Einsatzes moderner Technologien eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden. Dank innovativer Lösungen wie Thermobrüchen, Dreifachverglasung oder Dichtungen mit geringer Wärmeleitfähigkeit erreichen Aluminiumfenster Wärmeübergangskoeffizienten (Uw) unter 0,8 W/m² K, wodurch sie auch für Passivhäuser geeignet sind. Darüber hinaus ermöglicht Aluminium die Implementierung großer Verglasungen, was die Innenbeleuchtung erhöht und den Bedienkomfort verbessert sowie sich positiv auf das Mikroklima und die Gesundheit der Bewohner auswirkt. In Bezug auf Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Bedingungen übertrifft Aluminium andere Materialien, was sich in niedrigeren Betriebskosten und einer längeren Lebensdauer der Tischlerei niederschlägt [17].
6. Die Zukunft der Aluminiumschreinerei im energiesparenden Bauwesen
Aluminiumschreinereien im energieeffizienten Bauwesen durchlaufen einen dynamischen Wandel, der durch technologische Innovationen und wachsendes Umweltbewusstsein vorangetrieben wird. Moderne Materialien wie Verbundwerkstoffe mit hoher Isolierung oder photokatalytische Beschichtungen verbessern die Energieparameter der Tischlerei erheblich und erhöhen gleichzeitig ihre Haltbarkeit und Ästhetik. Die Integration mit BMS-Systemen (Building Management Systems) und die Entwicklung intelligenter Glastechnologie ermöglichen eine dynamische Regulierung der Wärme- und Lichtdurchlässigkeit, was sich in einer Optimierung des Energieverbrauchs und einem verbesserten Benutzerkomfort niederschlägt [18].
Darüber hinaus werden Gesetzesänderungen und ein wachsendes ökologisches Bewusstsein der Investoren die Entwicklung und Umsetzung von Lösungen mit höchsten Isolierungsparametern und langer Lebensdauer vorantreiben. Die Aluminiumschreinerei der Zukunft wird fortschrittliche Technologien mit ökologischer Verantwortung kombinieren, im Einklang mit den Ideen des nachhaltigen Bauens. Nachhaltiges Bauen ist ein Ansatz, der darauf abzielt, negative Umweltauswirkungen durch effiziente Ressourcennutzung, Reduzierung der Treibhausgasemissionen und Verwendung umweltfreundlicher Materialien zu minimieren [19].
Zusammenfassung
Moderne energiesparende und passive Bauweise erfordert den Einsatz von Tischlerarbeiten mit sehr hohen Dämmparametern. Aluminiumschreinereiarbeiten haben sich dank moderner Technologien wie thermischen Brüchen, emissionsarmem Isolierglas und präziser, warmer Installation zu einem wettbewerbsfähigen Material in Bezug auf Energieeffizienz entwickelt. Dadurch ist es möglich, Wärmeverluste deutlich zu reduzieren, was sich in geringeren Betriebskosten von Gebäuden niederschlägt. Darüber hinaus ermöglicht die Aluminiumschreinerei die Implementierung großer Verglasungen und verbessert so den Komfort und die Ästhetik von Innenräumen. Moderne intelligente Automatisierungssysteme und die Integration mit Smart-Home-Lösungen unterstützen eine weitere Optimierung des Energieverbrauchs. Die Zukunft der Aluminiumschreinerei ist mit der Weiterentwicklung von Materialien und Technologien sowie dem wachsenden ökologischen Bewusstsein der Investoren verbunden, was in die Idee des nachhaltigen Bauens passt.
Bibliographie:
[1] Ministerium für Entwicklung und Technologie. Energieeffizienz von Gebäuden. Gouverneur.pl.
https://www.gov.pl/web/rozwoj-technologia/efektywnosci-energetycznej-budynkow
[2] Designer-Fibel. Die wichtigsten Prinzipien der Gestaltung energieeffizienter Häuser.
https://elementarzprojektanta.pl/najwazniejsze-zasady-projektowania-domow-energooszczednych
[3] Murator. Energiesparfenster – was wissenswert ist. Murator Monthly.
https://miesiecznik.murator.pl/budowa/okna-energooszczedne_4626.html
[4] Murator. Energiesparfenster – was wissenswert ist. Murator Monthly.
https://miesiecznik.murator.pl/budowa/okna-energooszczedne_4626.html
[5] Aluprof. Warme Aluminiumprofile – Überblick über Technik und technische Parameter.
https://aluprof.eu/pl/produkty/systemy-okienno-drzwiowe
[6] Muratordom.pl. Energiesparende Aluminiumfenster – sind Aluminiumfenster warm?
https://muratordom.pl/budowa/okna/okna-aluminiowe-energooszczedne-czy-okna-aluminiowe-sa-cieple-aa-mmjp-aysB-ZL3X.html
[7] PolyamidPA6.pl. Polyamid mit Glasfaser PA6 + GF 30.
https://poliamidpa6.pl/poliamid-z-wloknem-szklanym-pa6-gf-30/
[8] Skrawplast. Thermoabstandshalter aus Polyamid mit Glasfaser.
https://skrawplast.pl/przekladki-termiczne-z-poliamidu-z-wloknem-szklanym/
[9] Yawal SA Neue, geteilte Thermobrüche, die den Bimetalleffekt eliminieren!
https://www.yawal.com/nowe-dzielone-przekladki-termiczne-eliminujace-efekt-bimetalu.html
[10] Aluprof SA MB-86N Fenster- und Türsystem mit Wärmedämmung.
https://aluprof.eu/producenci/oferta/systemy-okienno-drzwiowe/mb-86n-system-okienno-drzwiowy-z-izolacja-termiczna
[11] PRESSGLAS. Edelgase und Wärmedämmung in Fenstern.
https://www.pressglass.com/pl/gazy-szlachetne-i-izolacja-termiczna-w-oknach/
[12] Welt aus Glas. Emissivitäts- und emissionsarm beschichtete Gläser. Teil 3: Anwendungen.
https://swiat-szkla.pl/article/8167-emisyjnosc-a-szkla-powlekane-niskoemisyjne-czesc-3-zastosowania
[13] Welt aus Glas. Gestaltung des Wärmeübergangskoeffizienten in Isolierglas.
https://swiat-szkla.pl/article/1996-ksztaltowanie-wspolczynnika-przenikania-ciepla-w-szybach-zespolonych
[14] Welt aus Glas. Materialien, die bei der Installation warmer Fenster verwendet werden.
https://swiat-szkla.pl/article/13396-materiay-stosowane-w-ciepym-montau-okien
[15] Czechowicz, M. Fehler bei der Installation von – Windows wie vermeiden? Die 10 häufigsten Fehler. Murator.pl.
https://muratordom.pl/budowa/okna/bledy-przy-montazu-okien-jak-uniknac-10-najczestszych-bledow-aa-7aPx-FASK-RqWL.html
[16] Intelligentes Bauen. Fenster- und Lüftungsautomatisierung in modernen Häusern.
https://budownictwosmart.pl/automatyka-okien-wentylacji/
[17] YAWAL SA Energiesparende Aluminiumfenster. Welche Fenster sollten Sie für ein Passivhaus wählen?
https://www.yawal.com/energooszczedne-okna-z-aluminium-jakie-okna-wybrac-do-domu-pasywnego.html
[18] Die Zukunft des Glases: Energieeffiziente Innovationen bei Vorhangfassadensystemen. WellDone Inc.
https://www.welldoneinc.ca/energy-efficient-curtain-walls/
[19] Nachhaltiges Bauen – ausgewählte Aspekte. Izolacje.com.pl.
https://www.izolacje.com.pl/artykul/ekologia-w-budownictwie/278039%2Cbudownictwo-zrownowazone-wybrane-aspekty