Wie sich die thermische Trennung in Metallfenstern verbessern lässt
Aluminium in Metallfenstern, -türen und Fassaden muss wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit thermisch optimiert werden. Isolierstege aus glasfaserverstärktem Kunststoff ermöglichen es, die steigenden Anforderungen an die Energieeffizienz zu erfüllen. Der Kunststoffspezialist Ensinger erläutert, wie die thermische Trennung optimiert werden kann.
Von außen ist die effiziente Wärmedämmung von Aluminiumfenstern kaum sichtbar, trotzdem ist sie ein Schlüsselfaktor für behagliches und energiesparendes Wohnen. Um den Wärmedurchgangskoeffizienten des Metallrahmens (Uf-Wert) zu reduzieren, wird die außen liegende Aluminiumschale von der innen liegenden thermisch getrennt.
Dafür werden Isolierstege aus Konstruktionskunststoffen, wie zum Beispiel insulbar von Ensinger, zwischen die Metallprofile eingezogen. Die direkte Wärmeabrücke über das Aluminium wird so unterbrochen, eine Wärmeverlust vermieden.
Im Inneren des Rahmenverbundes entsteht dann eine Isolierzone. Bei der Gestaltung dieser Zone stehen dem Konstrukteur unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, um die Wärmedämmung zu optimieren und einen gewünschten Uf-Wert konstruktiv umzusetzen.
Im Mittelpunkt stehen dabei die unterschiedlichen Arten der Wärmeübertragung. Die Wärme fließt durch Wärmeleitung (Transmission), Wärmeströmung oder -mitführung (Konvektion) und Strahlung (Emission) stets in Richtung der niedrigeren Temperatur ab.
Optimierung der thermischen Trennung in der Isolierzone
Bei thermisch ungetrennten Metallrahmen strömt die Wärme von innen nach außen. In heißeren Gefilden dringt Hitze von außen ins Innere des oft klimatisierten Gebäudes.
Hohe Energieverluste sind also die Folge, wenn sich die Innen- und das Außentemperatur deutlich voneinander unterscheiden. Jedoch kann der Wärmeverlust im Winter durch eine entsprechend optimierte thermische Entkopplung reduziert werden.
Dabei kommt es auf die Kombination und feine Abstimmung vieler einzelner Einflussgrößen im Isolierbereich an. Die Wärmedämmstege werden bspw. aus wenig leitendem Material mit hoher Festigkeit eingesetzt, zum Beispiel aus glasfaserverstärktem Polyamid 66.
Die Verringerung von Wandstärken und Vergrößerung der Isoliertiefen dieser Dämmprofile sind weitere Möglichkeiten den Wärmedurchgang durch Transmission gering zu halten.
Eine Verkleinerung der Hohlräume innerhalb der Isolierzone bewirkt eine Minimierung der Luftzirkulation. Wärmedämmprofile mit Hohlkammern oder Profile mit nach innen gerichteten Fahnen erzeugen solche kleineren konvektiven Zellen.
Ein sehr effektiver Weg ist die Verwendung von Dämmstegen mit Fahne, auf die eine dünne Low-E-Folie aufgebracht ist. Diese Aluminiumfolie sorgt dabei für eine hohe Reflexion der Strahlung und wirkt ähnlich wie das Prinzip der Thermoskanne.
Schritt für Schritt wird der Ziel-U-Wert erreicht
Die Abbildung zeigt an exemplarischen Schnitten, wie mit den Maßnahmen der Uf-Wert mit insulbar Isolierprofilen schrittweise wärmetechnisch optimiert werden kann. Schließlich sind der wärmetechnischen Optimierung anhand nur eines einzelnen Einflussfaktors funktionale und mechanische Grenzen gesetzt. So sind beispielsweise bestimmte Mindest-Wandstärken nötig, um die geforderte Festigkeit des Wärmedämmprofils zu gewährleisten. Stimmt man aber die Einflussgrößen fein aufeinander ab, lassen sich in der Kombination die optimale Wärmedämmung und der gewünschte Uf-Wert bei der jeweiligen Ansichtsbreite erreichen. So lassen sich wertvolle Energie einsparen und gleichzeitig der Wohnkomfort deutlich verbessern. —
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