PHI-Studie zur „Wohnbehaglichkeit“: Positiver Einfluss von Warme Kante-Abstandhaltern auf den thermischen Komfort

Warme Kante-Abstandhalter sind für ihren positiven Einfluss auf den Komfort und die Vermeidung von Schimmelbildung bekannt. Um diese Vorteile mit Daten belegen zu können, führte das Passivhaus Institut in Darmstadt seine „Wohnbehaglichkeit“-Studie durch, die sich mit der Frage beschäftigt, wie Komfort- und Hygienekriterien für Fenster in verschiedenen Klimazonen definiert und eingehalten werden können.

Was bedeutet Komfort überhaupt? Kann Komfort physikalisch gemessen und nachgewiesen werden?

Menschen empfinden einen Raum als thermisch behaglich, wenn er eine bestimmte „Betriebstemperatur“ aufweist. Diese umfasst den Mittelwert der Lufttemperatur und der umgebenden Oberflächen. Der Temperaturunterschied zwischen Luft und Oberflächen sollte so gering wie möglich sein, denn große Temperaturunterschiede führen zum unangenehmen Eindruck von Zugluft. Bei kalter Zugluft fällt die Luft auf kalte Oberflächen, was unangenehme Luftbewegungen verursacht.

Es ist nachgewiesen, dass ein angenehmes Gefühl entsteht, wenn der Temperaturunterschied zwischen der Raumluft („Betriebstemperatur“) und den kälteren umgebenden Oberflächen, wie Außenwänden, Decken, Böden oder Fenstern, weniger als 4,2 Kelvin beträgt. Oder: Um sich wohlzufühlen, dürfen die Oberflächen höchstens 4,2 Kelvin kälter sein.

Standortbezogene Aussagen zum thermischen Komfort können auf dieser Grundlage getroffen werden. Die ortsbezogenen Bedingungen des kältesten Tagesdurchschnitts eines Referenzjahres an einem bestimmten Ort und der maximale Temperaturunterschied können verwendet werden, um den Wärmedurchgangskoeffizienten U zu berechnen, unter dessen Wert thermischer Komfort garantiert ist.

Beispielsweise ergibt sich bei einer angenommenen Betriebstemperatur von 22 °C und einer Außentemperatur von -16 °C ein U-Wert von 0,85 W/(m²K). Dieser Wert ist als Passivhaus-Komfortkriterium für das kühl-gemäßigte Klima bekannt und gilt für das eingebaute Fenster.

Wenn das nicht eingebaute Fenster isoliert betrachtet wird, liegt der Grenzwert für das kühl-gemäßigte Klima bei 0,80 W/(m²K), um einen Puffer für die eingebauten Wärmebrücken zu gewährleisten.

Der rechnerische Nachweis des Komforts zeigt daher, dass der maximale U-Wert des Bauteils von der Außentemperatur – und damit vom lokalen Klima – abhängt.

Ist es möglich, den Zeitpunkt des Schimmelbefalls rechnerisch zu beweisen?

Ein weiterer wichtiger Faktor in Bezug auf Komfort und Gesundheit ist die Vermeidung von Kondensation und Schimmelbildung. Als Faustregel gilt: Feuchtigkeit sammelt sich am kältesten Punkt im Raum – häufig am Rand des Glases. Folglich bildet sich Schimmel oft gerade dort, weil dort durch die hohe Feuchtigkeit die besten Wachstumsbedingungen gegeben sind. In Verbindung mit Kondensation kann es zudem zu Bauschäden kommen.

Wichtig zu wissen: Schimmel beginnt oberhalb der Taupunkttemperatur zu wachsen. Daher müssen die Oberflächentemperaturen über der sogenannten Schimmeltemperatur liegen, um die Gebäudesubstanz und die Gesundheit der Bewohner wirksam zu schützen.

Das lässt sich auch berechnen: Der sogenannte Temperaturfaktor fRsi hat sich als Indikator für die hygienischen Bedingungen am Glasrand etabliert. Liegt dieser Wert in einem kühl-gemäßigten Klima bei mindestens 0,7, kann davon ausgegangen werden, dass bei normalen Raumluftfeuchtewerten kein Schimmel entsteht. Eine wirksame Lösung zur Vermeidung von Schimmel besteht daher darin, die Temperatur am Glasrand zu erhöhen.

Die folgende Tabelle legt die Anforderungen an Komfort und Hygiene für die verschiedenen Klimazonen fest:
 

Welche konkreten Beispiele wurden in der Studie betrachtet?

Es ist inzwischen klar, dass das Fenster stets im Zusammenhang mit der Lage des Gebäudes betrachtet werden muss. Die Studie analysiert daher beispielsweise die Eignung verschiedener Kombinationen aus Fensterprofilen, Verglasungseinheiten und Abstandhaltern für fünf grundlegende Klimabedingungen, nämlich arktisch, kalt, kühl-gemäßigt, warm-gemäßigt und warm.

Die folgende Tabelle fasst die Ergebnisse der Studie zusammen. Sie zeigt, welche untersuchten Kombinationen aus Fensterrahmen, Verglasungseinheit und Abstandhalter für die jeweiligen grundlegenden Klimabedingungen im Hinblick auf Komfort und Hygiene geeignet sind.

Zu welchem Fazit kommt die Studie?

Die PHI-Studie zeigt, dass die Wahl des Abstandhalters einen wichtigen Einfluss auf die thermische Qualität des Fensters hat: Ab einem warm-gemäßigten Klima und kühler ist die generelle Empfehlung, Dreifachverglasung in Kombination mit hoch energieeffizienten Abstandhaltern wie dem Swisspacer Ultimate zu verwenden. Die Anforderungen an Komfort und Hygiene können dann auch mit ungedämmten Fensterrahmen erfüllt werden, wie sie in diesen Regionen weit verbreitet sind. Mit gut gedämmten Fensterrahmen können die Anforderungen für warm-gemäßigte und kühl-gemäßigte Klimazonen sowohl mit Abstandhaltern aus Edelstahl als auch mit dem Premium-Abstandhalter von Swisspacer erfüllt werden. Die besonderen Anforderungen des arktischen Klimas erfordern die Verwendung des Swisspacer Ultimate in Verbindung mit einem besonders gut gedämmten Rahmen.

Die Studie wurde von Swisspacer in Auftrag gegeben. Das Passivhaus Institut in Darmstadt und Swisspacer arbeiten seit Jahren gemeinsam an Studien, die grundlegende Informationen für den Markt liefern. Swisspacer nimmt in diesem Jahr erstmals am Passivhaus Award teil und hat einen eigenen Sonderpreis ausgelobt, der erstmals 2021 vergeben wurde.