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Energy efficiency improvement of residential building fenestration. Case studies: Tehran and Berlin

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[Quelle: https://d-nb.info]

Dass Fenster Auswirkungen beim Energieverbrauch in den Gebäuden haben, ist wohl bekannt, weshalb Richtlinien zur Fensteranordnung entwickelt wurden. Im architektonischen Konstruktionsprozess konnten viele Fällen aufgeführt werden bezüglich diverser Gestaltungsprozesse. Jedoch konnte nicht vorhergesagt werden, welche Fensterungsparameter die besten sind, ohne viele Computersimulationen durchzuführen, was viel Geschick und Zeit erfordert. Die vier hauptsächlichen Fensterparameter, welche direkt die Leistung der Gebäudeenergie betreffen, sind die Fenstergröße, Ausrichtung, der U-Wert sowie SHGC. Die verschiedenartige Kombination dieser Faktoren führt zu wirklichen vielen Simulationen. Untersucht man die Jahreskühlung und –Hitze, sowie den vollständigen Energieverbrauch von Gebäuden, führt das zu Leitlinien, welche von Architekten in frühen Stadien des Gestaltungsprozesses zur Bestimmung des Fensterbaus, welcher die höchste Energieeffizienz hat, genutzt werden können. Als Orte für diese Forschungsarbeit wurden die Hauptstädte des Iran und Deutschlands ausgewählt. Die Parameter von Fensteranordnungen in Gebäuden in Teheran stammen aus internationalen Codes, dem Iranischen Code (19) und erhältlichen bekannten Fensterprodukten. Die Parameter Berlins wurden dem deutschen Code ENEV entnommen, sowie vorhandenen Fenstern in alten Gebäuden. In beiden Fällen variierte das Verhältnis von Fenster zu Wand zwischen 10 und 90 Prozent, den vier geographischen Hauptrichtungen zugewandt. Alle Simulationsresultate wurden analysiert, wichtige Punkte geklärt und praktische Instruktionen für jeden Teil der Fallstudien als Fensteranordnungseffizienzrichtlinie extrahiert.

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Hans-H. Zimmermann
Schäden an Fenstern und Fensterwänden
Schadenfreies Bauen, Band 6
2., überarb. Aufl.
2022, ca. 220 S., zahlr. Abb., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Werner Stiell
Fenster erneuern
Planung - Ausführung - Fehlervermeidung.
2022, 160 S., 198 Abb., 2 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Sebastian Sage
Glasschäden am Bau vermeiden
Kompaktes Wissen rund um den Baustoff Glas.
3., vollst. überarb. Aufl.
2021, 184 S., 117 Abb., 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aus der Architektur ist Glas nicht wegzudenken. Es unterscheidet sich aber wesentlich von anderen Baustoffen, denn Glas bricht spontan! Sebastian Sage erklärt, was bei der Verwendung von Glas in Bauwerken beachtet werden muss. Kompakt stellt er den Baustoff Glas und die Einsatzgebiete von unterschiedlichen Fensterkonstruktionen über absturzsichernde und begehbare bis zu Schutzverglasungen vor. In der 3. Auflage wird ein besonderes Augenmerk auf die kritischen Nahtstellen, wo Glas in Fenster und Fenster in Gebäude eingebaut werden, gerichtet. Ein umfangreiches Verzeichnis der geltenden Normen und Richtlinien gibt dem Planer den erforderlichen Überblick, gleichzeitig werden aber auch Schwachstellen in der Normung benannt.

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Atlas Gebäudeöffnungen
Edition Detail
Fenster, Lüftungselemente, Außentüren
2015, 288 S., 29.7 cm, Hardcover
Detail

 

 

Gebäudeöffnungen dienen der Belichtung, Belüftung und dem Klimaausgleich von Räumen. Gleichzeitig sind sie wesentliches Funktions- und Gestaltungselement der Fassade und übernehmen als transparente oder transluzente Bauteile Kommunikationsfunktionen zwischen Innen- und Außenraum. Analog zur gesamten Gebäudehülle unterliegen Fenster und Außentüren Anforderungen an Materialien, Konstruktionsarten und Einbausituationen ebenso wie an Brand-, Schall-, Wärmeschutz, Energieeffizienz, Luftdichtheit und Einbruchschutz. Der Atlas setzt bei den historischen Entwicklungen an, liefert fundierte Fakten zum Umgang mit dem Bestand und bietet darüber hinaus tief gehende Fachinformationen rund um das Thema Fassadenöffnungen. Ein ausführlicher Beispielteil mit Projekten aus der Praxis bietet konstruktive Ideen für die eigene Arbeit.

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Andreas Wagner, u.a.
Energieeffiziente Fenster und Verglasungen
BINE-Fachbuch
4., vollst. überarb. Aufl.
2013, 148 S., zahlr. farbige Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Fenster sind anspruchsvolle Gebäudekomponenten mit einem breiten Spektrum von Eigenschaften und Funktionen. Bei der heute verfügbaren Glas- und Gebäudetechnologie ist der Wärmeschutz im Winter gut beherrschbar. Ein größeres Augenmerk gilt den Wärmeeinträgen im Sommer. Im Fokus dieses BINE-Fachbuchs für Planer, Architekten, Bauherren und Studierende stehen Verglasungen und Rahmen. Das Buch vermittelt hierfür das Know-how und zeigt Horizonte und Trends auf. Ziel ist dabei, durch Fenstertechnik den Energiebedarf für Heizen, Kühlen und Beleuchten zu senken. Schwerpunkte: - Innovativer Sonnenschutz und Lichtlenkung; - Gebäudehülle und Wärmeschutz; - Berechnungsprogramme.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Wolfgang Jehl, Norbert Sack, Benno Eierle
Erarbeitung einer Handlungsanleitung zur Bewertung der Absturzsicherung von Fenstern in der Gebäudehülle und deren Einbau sowie einer Erläuterung zur Anwendung der ETB-Richtlinie
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3387
2021, 94 S., 38 Abb. u. 18 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bauteile der Gebäudehülle mit absturzsichernden Eigenschaften sind gegenüber statischen und stoßartigen Belastungen bezüglich der ausreichenden Tragfähigkeit des Bauteils einschließlich der Verankerung im tragenden Untergrund nachzuweisen. Die anzuwendenden Regelwerke wurden zu deutlich unterschiedlichen Zeitpunkten erarbeitet und veröffentlicht. Insbesondere die ETB Richtlinie stammt aus dem Jahr 1985 und entspricht nicht mehr den heutigen Sicherheitskonzepten. Daher war es das Ziel des beantragten Vorhabens eine Anleitung zu erarbeiten, die die notwendige Nachweisführung für absturzsichernde Fenster sowie die hierfür möglichen Nachweiswege eindeutig festlegt. Des Weiteren sollte analysiert werden, wie und unter welchen Randbedingungen beim Nachweis der Fensterbefestigung die statische Ersatzlast für den Anprall auf mehrere Befestigungspunkte verteilt werden kann. Um das Forschungsziel zu erreichen wurden die aktuellen Anforderungen bzgl. der Nachweiswege und Nachweisverfahren für absturzsichernde Fenster analysiert und auf Konsistenz hinsichtlich der unterschiedlichen zu verwendenden Regelwerke überprüft.

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Jaroslav Novak, Martin Heßler, Wolfgang Jehl, Norbert Sack
Fenstermontage in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
Erarbeitung eines Leitfadens zur Befestigung von energieeffizienten Fenstern in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3087
2019, 166 S., 128 Abb. u. 88 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Um die Anforderungen an den gestiegenen Wärmeschutz von Wänden zu erfüllen, wurde die Wärmeleitfähigkeit von Ziegelmauerwerk in den letzten Jahren deutlich reduziert. Mit der entsprechenden Verbesserung der wärmetechnischen Eigenschaften ging jedoch gleichzeitig eine Reduzierung der mechanischen Festigkeiten einher. Zur Reduzierung des Wärmdurchgangskoeffizienten U von Fenstern und anderen transparenten Bauelementen wird der Einsatz von 3-fach Glas in Zukunft Standard werden. Der Trend des Transparenten Bauens führt zu Bauelementen und somit auch zu größeren Glasflächen. Die Anforderungen an den Komfort (z. B. Schallschutz) sowie an die Sicherheit (z. B. Einbruchhemmung) werden auch in Zukunft steigen. Hierdurch wird vermehrt Isolierglas mit Verbundscheiben eingesetzt werden. Durch diese Entwicklungen ergeben sich heute und auch in Zukunft deutlich höhere Gewichte von transparenten Bauelementen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Erarbeitung von praxisnahen Handlungsempfehlungen zur Fensterbefestigung in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk. Im Rahmen des Projektes sollten gesamtheitliche praxistaugliche Lösungen erarbeitet werden. Zur Erreichung der Ziele waren umfangreiche experimentelle Untersuchungen vorgesehen. Im Rahmen der Untersuchungen sollten die Belastungsgrenzen für Befestigungslösungen in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk herausgearbeitet werden sowie baupraktische Lösungsvorschläge erarbeitet werden, die auch spezielle Einbausituationen (z. B. untere Befestigung bei Hochlochziegeln) berücksichtigen. Die Erkenntnisse sollten sowohl durch Untersuchungen an Kleinproben, als auch durch komplette Bauteilversuche erarbeitet werden.

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Mark Koehler, Klaus-Dieter Brandstetter, Lutz Weber
Schallschutz von Fenstern in vorgesetzter Einbaulage (vorgesetzte Fenster)
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3164
2019, 64 S., 50 Abb. u. 12 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Neben der Verglasung und des Rahmens hängen Eigenschaften von Fenstern in starkem Maße von den Einbaubedingungen und der Position ab. Es ist zwar bekannt, dass bei vorgesetzter Einbauweise ein kritischer Einfluss auf die Schalldämmung besteht, belastbare Daten liegen hierzu jedoch bislang nicht vor. Im Projekt sollen Messdaten von gängigen Konstruktionen durch Prüfstandsmessungen ermittelt und eine Art Bauteilkatalog erstellt werden. Im Rahmen des durchgeführten Forschungsprojekts wurde der Einfluss der vorgesetzten Einbaulage von Fenstern bei Außenwänden mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS) auf die Schalldämmung untersucht. Ziele der Untersuchung waren u.a., Messergebnisse für verschiedene Befestigungssysteme und unterschiedliche Einbaupositionen im Prüfstand zu ermitteln und mit einem Referenzeinbau, wie er auch bei bauakustischen Prüfungen im Labor verwendet wird, zu vergleichen. Aus diesem Grund wurden alle Messungen im Fensterprüfstand gemäß DIN EN ISO 10140-1 bis 5 durchgeführt. In dem durchgeführten Messprogramm wurden insgesamt drei verschiedene Montagesysteme mit vier verschiedenen Einbaupositionen und Fenstern mit den Schallschutzklassen 2 bis 5 sowie verschiedenen Fugenabdichtungen kombiniert.

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Vesna Pungercar, Florian Musso, Arnulf Dinkel, Fabien Coydon, Thibault Pflug, Lucas Höfert, Frank Liedloff, Anka Krauße
Fenstermaschine II. Vorgefertigte Sanierfenster mit integrierter Technik - Demoprojekt. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3118
2019, 83 S., 56 Abb. u. 18 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Bauablauf wird beim konventionellen Fenstertausch durch die vielen beteiligten Gewerke und eine Vielzahl von Schnittstellen an geometrisch und bauphysikalisch anspruchsvollen Stellen erschwert. Durch die Integration von Sonnenschutz und Gebäudetechnik zu einem vorgefertigten Bauteil, der "Fenstermaschine", werden ein schnellerer, für die Nutzer störungsminimierter Bauablauf, niedrigere Kosten sowie eine höhere Bauqualität erreicht. Der Mehraufwand für die Fenstermaschine gegenüber einer herkömmlichen Fenstersanierung und Wanddämmung liegt in der präzisen Bauaufnahme und einer größeren Planungstiefe. Die Fenstermaschine wurde wegen der minimierten Gewerkenzahl in zwei Tagen komplett montiert und von einer einzigen Firma eingebaut. Das spart um die 6% Gesamtkosten im Vergleich zum konventionellen Fenstertausch und reduziert Ausführungsmängel. In Übereinstimmung mit den Voruntersuchungen zeigt die Fenstermaschine einen effizienteren Bauablauf, einen hohen Grad an Vorfertigung und Integration der Gebäudetechnik. Die ausgeführte Variante ist auf spezifischen Kompetenzen des Industriepartners (Lüfter, Polystyrolschaum-Verarbeitung) abgestimmt.

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Sandra Haut, Knut Junge, Fabian Kutscher, Norbert Sack
Bewertung der Barrierefreiheit von Bauelementen am Anwendungsbeispiel Fenster und Türen
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3102
2018, 145 S., 37 Abb. u. 48 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Viele Menschen sind aufgrund verschiedenster körperlicher und geistiger Einschränkungen auf eine barrierefreie Umwelt angewiesen. Die neu veröffentlichten und in den meisten Bundesländern baurechtlich eingeführten Normen DIN 18040 Teil 1 und 2 zum barrierefreien Bauen, richten sich zwar bereits an jeweilige individuelle Schutzziele, beinhalten jedoch keine konkreten Angaben oder individuellen Einsatzempfehlungen. Gerade im privaten Bereich und bei speziellen Einrichtungen ist aber vielmehr eine situative Ausstattung der Bauelemente erforderlich, um das Optimum für die jeweilige Nutzergruppe zu erreichen und vor allem auch bezahlbar zu machen. Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens war es barrierefreie Anforderungsprofile für die unterschiedlichsten Nutzergruppen und Anwendungsfälle von Fenstern und Türen zu definieren. Dazu waren auch Konzepte zu entwickeln, mit denen eine praxisnahe Bewertung der Barrierefreiheit von Bauelementen wie Fernstern und Türen ermöglicht wird. Die Erkenntnisse des Vorhabens sollten zu Einsatzempfehlungen für barrierefreie Fenster und Türen führen.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Hier gibt's Tipps zu Planung, Ausschreibung und Anwendung. Wichtige Tipps zur Planung und Ausführung der Montagezarge/Vorabzarge (kostenlos)
Glaswelt, 2022

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Wüest, Thomas; Stöckli, Thomas; Luible, Andreas
SIA 2057 vs. DIN 18008. Glasbau in der Schweiz. Teil 1
Glaswelt, 2022

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Hauer, Karin; Haberl, Jakob; Schober, Peter; Pont, Ulrich; Schuss, Mathias; Wölzl, Magdalena
Kastenfenster mit Vakuumglas thermisch ertüchtigen. Forschende bringen alte Kastenfenster auf Top-Level
Glaswelt, 2022

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Leuschner, Ingo
Wenn der Fensterlieferant in die Planungsrolle schlüpft. Aus der gutachtlichen Praxis
Glaswelt, 2021

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Lass, Jörn P.; Benitz-Wildenburg, Jürgen
Die Digitalisierung in der Fensterbranche
Glaswelt, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022